In kürzester Zeit wurde eine beispiellose Fülle von Informationen über SARS-CoV-2 gesammelt. Diese Informationen konzentrieren sich hauptsächlich auf den zellulären Eintrittsprozess und den Mechanismus der Antikörpererkennung, wo hauptsächlich Protein-Protein-Wechselwirkungen auftreten.
Die Gruppen von Dr. Abrescia und Dr. Jiménez-Osés am CIC bioGUNE haben hochauflösende Kryoelektronenmikroskopie und Computersimulation kombiniert, um die Korrelation zwischen Zuckeridentität und Flexibilität im SARS-CoV-2-Spike-Glykoprotein zu verstehen, und die Ergebnisse in veröffentlicht Grenzen in der Mikrobiologie.
Der schnelle und kostenlose Zugang zu High-End-Krios-Mikroskopen bei eBIC-Diamond LS (UK) durch das Abrescia Lab hat eine 3D-Rekonstruktion des Spike-Proteins mit einer Auflösung von 4,1 Å mit einer sehr begrenzten Anzahl von beitragenden Partikeln (~ 23.000) ermöglicht, in denen die Dichte für die dekorativen Glykane ist so klar wie andere Karten mit höherer Auflösung, für die Hunderttausende von Partikeln notwendig waren.
Die geordnetsten Zucker befinden sich in der sogenannten S2-Domäne, die proximal zur Virusmembran liegt. Chemische Variationen dieser durch Massenspektrometrie entdeckten Glykane wurden vom Jiménez-Osés-Labor anhand repräsentativer glykosylierter Aminosäuren modelliert und zeigten keinen signifikanten Einfluss auf die Proteinabschirmung oder die Glykanflexibilität. Mathematische Methoden wurden verwendet, um die Kryo-EM-Dichte und die zeitaufgelösten Vollatom-Computermodelle zu vergleichen. Die besten Übereinstimmungen zwischen den beiden Techniken sind dadurch gekennzeichnet, dass Glykane sehr konservierte Geometrien um entscheidende glykosidische Bindungen in der Nähe des Proteins aufweisen.
Das Verhalten von Glykanen vorhersagen zu können, ist relevant, da diese S2-Position auf der Spitze das ideale Ziel für einen Pan-Liganden ist, der in der Lage ist, das Virus nach dem Zelleintritt zu neutralisieren. Diese Studie – ebenfalls das Ergebnis der Zusammenarbeit mit den Labors von Jimenez-Barbero, Millet und Connell – zeigt, dass experimentelle und computergestützte Tools in Kombination wertvolle Einblicke in die Konformationspräferenzen von inhärent flexiblen und komplexen Glykokonjugaten liefern und die Entdeckung neuer Medikamente vorantreiben können, die in der Lage sind, die Glykanschild infektiöser viraler Proteine.
Soledad Stagnoli et al, Bewertung der Mobilität von Coronavirus-2-Spike-Proteinglykanen des schweren akuten respiratorischen Syndroms durch strukturelle und rechnerische Methoden, Grenzen in der Mikrobiologie (2022). DOI: 10.3389/fmicb.2022.870938
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