Le nouveau coronavirus a été identifié pour la première fois chez des patients présentant une pneumonie de cause inconnue à Wuhan, en Chine, fin décembre 2019. Les cas ont été causés par le nouveau pathogène, le coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère 2 (SARS-CoV-2), qui a maintenant se répandre dans le monde entier. Plus de 40 millions de cas d'infection par le SRAS-CoV-2 ont été signalés, entraînant plus d'un million de décès. L'atténuation de cette infection nécessite des médicaments thérapeutiques efficaces immédiatement.
À cette fin, il est essentiel de comprendre le virus et ses mécanismes. Récemment, l'inactivation du virus pour contenir sa propagation est devenue l'objectif des chercheurs de diverses disciplines. Des méthodes de traitement employant des stratégies chimiques, biologiques et physiques sont utilisées pour ralentir cette propagation virale. Bien que le SRAS-CoV-2 soit très stable à basses températures (c.-à-d. 4 ° C jusqu'à 14 jours), il est connu pour être sensible à la chaleur.
Didac Martí et coll., de l'Université polytechnique de Catalogne, dans un récent bioRxiv* Papier de recherche préimprimé, explorez l'effet de la température sur la structure moléculaire de la glycoprotéine de pointe du SRAS-CoV-2. L'étude se concentre spécifiquement sur l'intégrité structurale moléculaire de la glycoprotéine de pointe à différentes températures (entre 25 ºC et 100 ºC) à l'aide de simulations informatiques atomistiques.
Les deux fermé et S'ouvrir les états – qui déterminent l'accessibilité au domaine de liaison au récepteur (RBD) – ont été considérés. Les résultats de l'étude suggèrent que le changement radical de la liaison hydrogène (liaison H) inactive le virus et que les ponts salins intacts dans la protéine conservent la macrostructure de la pointe.
Le virus SARS-CoV-2 utilise la glycoprotéine de pointe, un homotrimère avec trois monomères, appelés chaînes A, B et C, pour se lier aux récepteurs cellulaires de l'hôte (enzyme humaine de conversion de l'angiotensine 2 (ACE2). Cela déclenche une cascade de réactions résultant en une entrée virale dans l'hôte.
Dans cette étude, les simulations de dynamique moléculaire atomistique (MD) ont été menées sur cette protéine homotrimérique en solution aqueuse. Les deux fermé et ouvert les états conformationnels de la protéine ont été étudiés. le fermé l'état est lorsque la liaison au récepteur pour interagir avec ACE2 est cachée; les S'ouvrir l'état est lorsque les motifs de liaison au récepteur sont exposés.
MD est un outil de calcul qui capture les changements conformationnels en fonction du temps dans diverses conditions. Il calcule les forces interatomiques à travers un solvant, fournissant la dynamique sous-jacente de la molécule spécifique.
La banque de données sur les protéines (PDB) est la source des coordonnées atomiques de la glycoprotéine de pointe homotrimérique du SARS-CoV-2 dans les deux états conformationnels.
Bien que cette étude ne développe pas l'énergétique des différentes conformations, les auteurs observent que l'état conformationnel fermé est stabilisé. Cet ordre de stabilité est également observé dans les expériences. Les distorsions structurelles induites thermiquement sont plus prononcées à l'état ouvert.
Les auteurs rapportent que la température affecte la glycoprotéine de pointe, ce qui rend le virus inactif après un certain seuil. Les changements de température induisent un remodelage du réseau interne de liaison hydrogène. De manière significative, cela affecte la fonctionnalité de reconnaissance du domaine de liaison au récepteur.
À l'inverse, la topologie des ponts salins reste pratiquement inchangée. La macrostructure de la pointe est ainsi préservée aux températures élevées du fait des ponts salins retenus. Une analyse détaillée de l'évolution temporelle de la conformation structurelle à différentes températures est discutée dans cette étude. Le mécanisme proposé a des implications importantes pour l'ingénierie de nouvelles approches pour inactiver le virus SRAS-CoV-2.
MD est la meilleure méthodologie pour découvrir les interactions atomiques in silico dévoiler un mécanisme moléculaire pour l'inactivation du virus; réaliser cette étude expérimentalement dans un laboratoire physique est un défi. Cependant, les connaissances de l'étude contribuent énormément au développement de nouvelles stratégies pour désactiver les sites fonctionnels du virus – permettant des mesures d'atténuation efficaces pour contrôler la propagation de l'infection.
Les auteurs demandent de nouvelles stratégies pour inactiver le SRAS-CoV-2 à l'aide d'agents chaotropes et de surfactants ou par des traitements physiques pour cibler sélectivement ces structures de liaisons hydrogène labiles.
*Avis important
bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, orienter la pratique clinique / les comportements liés à la santé ou être traités comme des informations établies.
