Исследователи могут остановить репликацию вируса Эбола, мутировав его самый важный белок, согласно статье, опубликованной в Journal of Biological Chemistry.
Исследователи смогли мутировать вирусный белок 40 (VP40) таким образом, чтобы изменить остатки белка, блокируя почкование и репликацию вируса Эбола в модельной системе.
VP40 представляет собой белок периферической мембраны, который регулирует отпочкование вируса от плазматической мембраны. Он взаимодействует с липидом плазматической мембраны человека, фосфатидилсерином, для облегчения репликации вируса. Все вирусы животных должны пересекать мембраны для входа и выхода из клетки.
Исследовательская группа под руководством Роберта Стахелина из Университета Пердью обнаружила специфические части VP40, которые связываются с липидом: катионный участок на конце аминокислотной цепи. Этот сайт контролирует способность белка образовывать липидную оболочку, слой, защищающий вирус от внешней среды.
Водопритягивающие остатки в этом месте имеют решающее значение для проникновения через мембрану и почкования. Замена этих остатков аланином, который является гидрофобным, уменьшила связывание липидов в 40 раз и остановила локализацию на плазматической мембране.
VP40 - белок-трансформер, способный перестраиваться в разные структуры: мономер, димер и октамер. Согласно статье, эти различные структуры по-разному взаимодействуют с липидами. Димер лучше всего приспособлен для облегчения репликации, работая в два раза лучше, чем мономер, и почти в 10 раз лучше, чем октамер.
«Интересно узнать, что эти разные олигомерные структуры по-разному связываются с липидными клетками человека», - сказал Стахелин. «Это может объяснить, почему этот белок играет разные роли в цикле репликации вируса».
В настоящее время нет одобренных FDA вакцин или терапевтических средств против вируса Эбола. Вспышки редки, но смертельны, смертность достигает 90 процентов. Знание того, как и где белок взаимодействует с липидом, может позволить исследователям лучше воздействовать на него с помощью терапевтических средств.
«Это помогает нам понять, как вирус использует клеточные мембраны человека для репликации и образования новых вирусных частиц. Вирусу нужен этот один липид, чтобы сформировать новую частицу и заразить другие клетки», - сказал Стахелин. «Мы воздействовали на клетки человека с помощью терапевтических средств, которые модулируют способ выработки клетками липидов, и нам нравится воздействовать на клетки человека, потому что они вряд ли мутируют и становятся устойчивыми к лекарству.
В этом исследовании использовались клеточные модели и модели in vitro. Модели in vitro использовались для количественной оценки того, насколько хорошо VP40 связывается с синтетическими мембранами. Исследователи мутировали код ДНК, чтобы изменить аминокислотную последовательность VP40, очистили эти белки до гомогенности и сравнили их связывание с исходным VP40.
В клеточных экспериментах визуализация живых клеток использовалась для мониторинга локализации VP40 в клетках человека. Движение мутантного VP40 и исходного VP40 сравнивали, чтобы увидеть, как они связываются с плазматической мембраной клетки человека, местом репликации вируса.
Стахелин сотрудничал с исследователями из Международного университета Флориды, Научно-исследовательского института Скриппса и Университета Нотр-Дам. Работа была поддержана грантами AI081077 и AI121841 Национального института здравоохранения (NIH), а также стипендией NIH He alth CBBI Predoctoral Training Fellowship T32GM075762.