Au début de la pandémie, les scientifiques ont découvert le rôle du récepteur ACE2 dans le SRAS-CoV-2, le virus responsable de la maladie à coronavirus (COVID-19). La protéine de pointe du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2) et les récepteurs de l'enzyme de conversion de l'angiotensine 2 (ACE2) agissent comme un verrou et une clé pour l'infection cellulaire.
Désormais, une équipe de chercheurs de l'Institut indien d'éducation et de recherche scientifique (IISER) de Kolkata a expliqué les différentes structures dynamiques de la protéine de pointe du SRAS-CoV-2, qui agit comme la machine moléculaire permettant l'entrée du nouveau coronavirus dans cellules.
L'étude, publiée dans le Journal des lettres de chimie physique, les faits saillants montrent que leurs découvertes peuvent aider à formuler et à développer des vaccins efficaces contre le virus, qui a maintenant infecté plus de 27,24 millions de personnes à travers le monde.
Quelle est la protéine de pointe?
L'une des caractéristiques descriptives du SRAS-CoV-2 est les pics de protéines qui recouvrent la surface, que le virus utilise pour se lier et pénétrer dans les cellules humaines.
L’analyse de la structure de ces pics pourrait fournir des indices sur l’évolution du virus, et ils peuvent être la clé du développement de vaccins efficaces.
La plupart des vaccins en cours de développement à travers le monde, où certains sont maintenant dans la dernière phase de l'évaluation clinique, fonctionnent dans un code de base – révélant le corps à la protéine de pointe, qui agit comme des protubérances vues sur la surface externe du virus, pour tromper le corps en lui faisant croire qu'il a été attaqué par un agent pathogène, induisant ainsi une réponse immunitaire.
Depuis lors, les scientifiques étudient la structure tridimensionnelle de la protéine de pointe, et ils découvrent la protéine de pointe et comment ils peuvent cibler cette partie du virus, qui est la clé de l'infection des cellules.
Asymétrie dynamique
La protéine de pointe du SARS-CoV-2 est une machine moléculaire intelligente qui initie l'entrée du coronavirus dans la cellule, provoquant COVID-19. Les chercheurs ont utilisé un hamiltonien basé sur une structure chargée d'informations de symétrie, en utilisant des données structurelles Cryo-EM récentes pour déterminer le paysage énergétique conformationnel de la protéine de pointe de perfusion.
«L'étude trouve que le pic de préfusion 2019-nCoV adopte une stratégie unique en entreprenant une asymétrie conformationnelle dynamique qui se traduit par deux structures asymétriques prédominantes de pic où une ou deux têtes de pic tournent vers le haut pour fournir une meilleure exposition au récepteur de la cellule hôte,» les chercheurs ont écrit dans l'article.
L'équipe a également expliqué que la stabilité de chaque structure biomoléculaire est contrôlée par un paramètre «énergie libre», qui est essentiel pour comprendre comment la molécule répond à son environnement. Les scientifiques ont décrit le profil d'énergie libre pour les différentes structures de la protéine de pointe SARS-CoV-2.
La constance de chaque structure biomoléculaire est contrôlée par un paramètre appelé «énergie libre», qui est fondamental pour comprendre comment la molécule réagira avec son environnement. La protéine de pointe contient trois chaînes combinées d'acides aminés, qui sont considérés comme les éléments constitutifs des protéines.
Lorsque ces acides aminés interagissent les uns avec les autres, ils créent un ensemble de dynamiques au sein des protéines de pointe, que le scientifique a décrites comme la «danse de la protéine de pointe».
Dans l'étude, les chercheurs ont défini les états dans lesquels ces protéines de pointe sont les plus susceptibles d'aider le virus à se lier aux sites récepteurs ACE2. Les trois états induisent la réponse immunitaire, donc une meilleure compréhension de ces dynamiques peut aider à développer des vaccins efficaces pour la protection contre la maladie infectieuse.
«L'asymétrie dynamique induite par les interactions interchaînes uniques identifiées dans cette étude met en évidence un mécanisme différent pour le SRAS-CoV-2 S stabilisant davantage la conformation», ont écrit les auteurs.
«Bien que dans la situation actuelle, le développement de diagnostics et de thérapies antivirales soit de la plus haute priorité, nous pensons que les informations actuelles dérivées du modèle basé sur la structure au niveau de l'interaction microscopique pourraient fournir un aperçu approfondi de la conception de leurres ou de vaccins efficaces pour lutter contre l'infection 2019-nCoV, »Ont-ils ajouté.
