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Il modello dinamico della proteina di potenziamento SARS-CoV-2 mostra potenziali nuovi bersagli del vaccino

Un nuovo modello cattura le molecole di glicano i cui movimenti proteggono gran parte della proteina spike dalle cellule della difesa immunitaria

La caratteristica principale di Sars-CoV-2 è la proteina spinale, che si estende su tutta la superficie e le consente di colpire e infettare le cellule umane. Molte ricerche hanno portato a modelli statici dettagliati della proteina spike, ma questi modelli non catturano l’elasticità della proteina spike stessa, né i movimenti delle catene glicaniche protettive delle molecole di zucchero che la incapsulano. Un nuovo modello dettagliato della superficie della proteina SARS-CoV-2, sviluppato dagli scienziati del Max Planck Institute for Biophysics di Francoforte sul Meno, mostra vulnerabilità precedentemente sconosciute che potrebbero portare allo sviluppo di un vaccino.

SARS-CoV-2 è associato alla membrana virale con un gambo sottile. Macchie viola intense sulla superficie indicano potenziali bersagli di anticorpi non protetti dalle catene glicaniche di molecole di zucchero mostrate in verde.

© MPI per Biophysics / Mateusz Sikora et al.

Per aiutare lo sviluppo del vaccino, Matthews Secura e colleghi hanno deciso di identificare potenziali nuovi siti bersaglio sulla superficie della proteina appuntita. Per fare ciò, hanno sviluppato simulazioni dinamiche molecolari che catturano l’intera struttura proteica e i movimenti dei picchi in un ambiente realistico.

Questa simulazione mostra che i glicani sulla proteina spike agiscono come uno scudo protettivo dinamico che aiuta il virus a eludere il sistema immunitario umano. Come con i tergicristalli per auto, i glicani coprono la superficie del picco quasi completamente sbattendo avanti e indietro, anche se ha poca copertura in ogni momento.

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Combinando simulazioni dinamiche delle proteine ​​spinali con ulteriori analisi bioinformatiche, i ricercatori hanno identificato i siti sulla superficie delle proteine ​​spinali meno protetti dagli scudi glicani. Alcuni siti scoperti sono già stati identificati in ricerche precedenti, ma alcuni sono nuovi. La fattibilità di molti di questi nuovi siti è stata confermata da altri gruppi di ricerca in successivi esperimenti di laboratorio. “Siamo in una fase di una pandemia che cambia costantemente con l’emergere di nuovi tipi di SARS-CoV-2, con mutazioni che prendono di mira specificamente la proteina spike”, afferma Sikora. “Il nostro approccio può supportare la progettazione di vaccini e anticorpi terapeutici, soprattutto quando i metodi consolidati falliscono”. Il metodo sviluppato per questo studio può essere utilizzato anche per identificare potenziali debolezze in altre proteine ​​virali.