Les scientifiques de l’Université de Warwick modélisent les mouvements de près de 300 structures protéiques dans Covid-19. Les scientifiques peuvent utiliser les simulations pour identifier des cibles potentielles à tester avec des médicaments existants, et même vérifier l’efficacité avec les futures variantes de Covid.
La simulation de la protéine de pointe du virus, qui fait partie de la corona du virus, montre un mécanisme prometteur qui pourrait potentiellement être bloqué. Les chercheurs ont rendu public des données sur toutes les structures protéiques pour aider les efforts visant à trouver des cibles médicamenteuses potentielles.
Les chercheurs ont détaillé un mécanisme dans la couronne distinctive de Covid-19 qui pourrait aider les scientifiques à trouver rapidement de nouveaux traitements pour le virus et à tester rapidement si les traitements existants sont susceptibles de fonctionner avec des versions mutées au fur et à mesure de leur développement.
L’équipe, dirigée par l’Université de Warwick dans le cadre de la communauté EUTOPIA d’universités européennes, a simulé les mouvements dans près de 300 structures protéiques de la protéine de pointe du virus Covid-19 en utilisant des techniques de modélisation informatique, dans le but d’aider à identifier des cibles médicamenteuses prometteuses. pour le virus.
Dans un nouvel article publié aujourd’hui (19 février) dans la revue Rapports scientifiques, l’équipe de physiciens et de scientifiques de la vie détaille les méthodes utilisées pour modéliser la flexibilité et la dynamique des 287 structures protéiques du virus Covid-19, également connu sous le nom de SARS-CoV-2, identifiées jusqu’à présent.
Tout comme les organismes, les virus sont composés de protéines, de grosses biomolécules qui remplissent diverses fonctions. Les scientifiques pensent qu’une méthode de traitement du virus pourrait interférer avec la mobilité de ces protéines.
Ils ont rendu leurs données, films et informations structurelles, détaillant comment les protéines se déplacent et comment elles se déforment, pour les 287 structures protéiques de Covid-19 disponibles au moment de l’étude, accessibles au public pour permettre à d’autres d’enquêter sur les voies potentielles pour traitements.
Les chercheurs ont concentré des efforts particuliers sur une partie du virus connue sous le nom de protéine de pointe, également appelée structure de domaine d’écho Covid-19, qui forme la couronne étendue qui donne leur nom aux coronavirus.
Ce pic est ce qui permet au virus de se fixer à l’enzyme ACE2 dans les membranes cellulaires humaines, à travers lesquelles il provoque les symptômes de Covid-19.
La protéine de pointe est en fait un homotrimère ou trois du même type de protéine combinés. En modélisant les mouvements des protéines dans la pointe, les chercheurs ont identifié un mécanisme de « charnière » qui permet à la pointe de s’accrocher à une cellule, et ouvre également un tunnel dans le virus qui est un moyen probable de transmettre l’infection au crochet. cellule.
Les scientifiques suggèrent qu’en trouvant une molécule appropriée pour bloquer le mécanisme – littéralement, en insérant une molécule de taille et de forme appropriées – les scientifiques pharmaceutiques seront en mesure d’identifier rapidement les médicaments existants qui pourraient être efficaces contre le virus.
L’auteur principal, le professeur Rudolf Roemer du département de physique de l’Université de Warwick, qui a dirigé les travaux lors d’un congé sabbatique à CY Cergy-Paris Université, a déclaré: « Savoir comment ce mécanisme fonctionne est un moyen d’arrêter le virus, et dans notre étude, nous sommes les premiers à voir le mouvement détaillé de l’ouverture Maintenant que vous savez quelle est l’amplitude de ce mouvement, vous pouvez comprendre ce qui peut le bloquer.
«Toutes les personnes intéressées à vérifier si les structures protéiques du virus pourraient être des cibles médicamenteuses devraient pouvoir l’examiner et voir si la dynamique que nous calculons leur est utile.
Nous n’avons pas pu examiner de près toutes les 287 protéines dans le temps disponible. Les gens devraient utiliser la motion que nous observons comme point de départ pour leur propre développement de cibles de médicaments. Si vous trouvez un mouvement intéressant pour une structure protéique particulière dans nos données, vous pouvez l’utiliser comme base pour d’autres modélisations ou études expérimentales. «
Rudolf Roemer, auteur principal de l’étude et professeur, Département de physique, Université de Warwick
Pour étudier les mouvements des protéines, les scientifiques ont utilisé une approche de modélisation de la flexibilité des protéines. Cela implique de recréer la structure de la protéine sous forme de modèle informatique, puis de simuler comment cette structure se déplacerait en traitant la protéine comme un matériau constitué de sous-unités solides et élastiques, le mouvement possible de ces sous-unités étant défini par des liaisons chimiques.
La méthode s’est avérée particulièrement efficace et précise lorsqu’elle est appliquée à de grosses protéines telles que la protéine de pointe du coronavirus. Cela peut permettre aux scientifiques d’identifier rapidement des cibles prometteuses pour les médicaments pour une enquête plus approfondie.
Les structures protéiques sur lesquelles les chercheurs ont basé leur modélisation sont toutes contenues dans la banque de données sur les protéines. Quiconque publie une structure biologique doit la soumettre à la banque de données sur les protéines afin qu’elle soit disponible gratuitement dans un format standard pour que d’autres puissent la télécharger et l’étudier plus avant.
Depuis le début de la pandémie de Covid-19, des scientifiques du monde entier ont déjà soumis des milliers de structures protéiques de protéines liées à Covid-19 à la banque de données sur les protéines.
Le professeur Roemer ajoute: «L’étalon-or dans la modélisation informatique de la dynamique des protéines est une méthode appelée dynamique moléculaire. Malheureusement, cette méthode peut prendre beaucoup de temps, en particulier pour les grosses protéines telles que le pic Covid-19, qui contient près de 3000 résidus – le bâtiment de base Notre méthode est beaucoup plus rapide, mais naturellement, nous devons faire des hypothèses de simplification plus strictes, mais nous pouvons rapidement simuler des structures beaucoup plus grandes que ce que peuvent faire les méthodes alternatives.
« Pour le moment, personne n’a publié d’expériences qui identifient les structures cristallines des protéines pour les nouvelles variantes de Covid-19. Si de nouvelles structures sortent pour les mutations du virus, les scientifiques pourraient rapidement tester les traitements existants et voir si les nouveaux mécanismes ont un impact sur leur efficacité grâce à notre méthode. «
Sources:
Référence du journal:
Römer, RA, et al. (2021) Flexibilité et mobilité des structures protéiques liées au SRAS-CoV-2. Rapports scientifiques. doi.org/10.1038/s41598-021-82849-2.
