Start Aktualności SARS-CoV-2 pod lupą biotechnologów z Politechniki Śląskiej

SARS-CoV-2 pod lupą biotechnologów z Politechniki Śląskiej

Politechnika Śląska

SARS-COV-2/COVID-19 DLA PACJENTÓW DLA LEKARZY | 23 marca 2020

Ten tekst jest autorstwa zespołu naukowego z Politechniki Śląskiej. Nic w nim nie zmieniliśmy, prawie nie redagowaliśmy tekstu, bo nie mamy ku temu kompetencji. Publikujemy go, by pokazać, że front zmagań z SARS-CoV-2 jest bardzo szeroki. Nasi naukowcy też są na pierwszej linii. POWODZENIA!

Naukowcy z Politechniki Śląskiej w międzynarodowym zespole pracują nad jednym z kluczowych enzymów wirusa. Nowoczesne metody obliczeniowe pozwalają na znaczne przyspieszenie badań pozwalających poznać strukturę i funkcję białek również wirusowych, a w efekcie służą jako pomoc w zaprojektowaniu skutecznych leków czy szczepionek. Naukowcy z grupy badawczej Tunneling Group, działającej przy Centrum Biotechnologii Politechniki Śląskiej, wykorzystując symulacje dynamiki molekularnej i autorskie oprogramowanie, dogłębnie poznali strukturę głównej proteazy wirusa SARS-CoV-2, enzymu, który jest jednym z kluczowych enzymów w cyklu życiowym wirusa.

Młody zespół działający pod kierunkiem dr. hab. Artura Góry z Centrum Biotechnologii Politechniki Śląskiej, w ramach nawiązanej współpracy z badaczami z Uniwersytetu Alberty w Kanadzie oraz Politechniki w Turynie, scharakteryzował główną proteazę SARS-CoV-2 (SARS-CoV-2 Mpro) oraz porównał ją z odpowiadającym enzymem wirusa wywołującego SARS (SARS-CoV Mpro).

– Początkowo chcieliśmy porównać zachowanie obu enzymów i na tej podstawie zaproponować związki, które były już wcześniej przebadane i mogłyby szybko zostać wprowadzone, aby zahamować aktywność głównej proteazy, a tym samym zahamować namnażanie się wirusa. Niestety, już podczas wstępnych analiz okazało się, że kieszeń wiążąca substrat, w której miałoby następować wiązanie związków hamujących działanie enzymu, jest bardzo ruchliwa. Co oznacza, że nie możemy skorzystać z drogi na skróty – opowiada o wynikach badań dr hab. Góra. – Dodatkowo zaobserwowaliśmy, że nasz cel molekularny może łatwo ulec dalszym zmianom, gdyż charakteryzuje się dużą zmiennością ewolucyjną. To w efekcie oznaczałoby, że cały nasz i naszych partnerów wysiłek może pójść na marne. Dlatego też niezwłocznie rozpoczęliśmy prace nad wytypowaniem innego - mniej ruchliwego i ewolucyjnie stabilnego - rejonu białka Mpro, do którego potencjalne leki mogłyby się wiązać skuteczniej.

***
Poprzez połączenie analizy dynamiki białka z analizą ewolucyjną oraz analizą wpływu dalszych mutacji na stabilność enzymu chcemy wygrać ten szczególnego rodzaju wyścig zbrojeń, inaczej mówiąc chcemy przechytrzyć wirusa i przewidzieć kolejne możliwe drogi jego ewolucji. Już teraz wiemy, że wirus wyizolowany we Włoszech różni się od tego z Wuhan. Mutacje prowadzące do zmian w sekwencji głównej protazy to także tylko kwestia czasu i chcemy być na tę ewentualność dobrze przygotowani.

Prace te nie są tylko i wyłącznie teoretyczne – podkreślają naukowcy z PŚ skuteczność wiązania się wytypowanych związków możemy błyskawicznie sprawdzić dzięki nowoczesnej platformie do wysokoprzepustowej analizy interakcji międzycząsteczkowych dostarczonej przez firmę NanoTemper. Możemy mówić o dużym szczęściu w tej sytuacji, grant na pozyskanie unikalnej infrastruktury badawczej otrzymaliśmy pod koniec zeszłego roku i przy wykorzystaniu MonolithNT.Automated jesteśmy w stanie zweryfikować kilkaset związków dziennie.

***
Prace w kierunku scharakteryzowania SARS-CoV-2 Mpro ruszyły w momencie, kiedy udostępniona została struktura krystalograficzna tego białka. Na jej podstawie wykonane zostały symulacje dynamiki molekularnej, które następnie przeanalizowano pod kątem zmian dynamiki i zachowania białka. Grupa Tunneling Group stworzyła program AQUA-DUCT, który pozwala na przeanalizowanie dynamiki zachowania białka z uwzględnieniem zmian w dostępnych przestrzeniach wewnątrzcząsteczkowych, co przy konwencjonalnej analizie jest zwykle pomijane. Dodatkowo, badania zostały rozszerzone o analizę ewolucyjną wirusowych białek Mpro oraz badanie stabilności białka. Pierwsze wyniki badań zespołu dra Góry zostały udostępnione dla wszystkich zainteresowanych już na początku marca, czekają również na recenzje w jednym z topowych czasopism.

***
W zespole badawczym z ramienia Politechniki Śląskiej pracują: dr hab. Artur Góra z Centrum Biotechnologii, doktorantki - mgr Karolina Mitusińska z Centrum Biotechnologii i Wydziału Chemicznego, mgr inż. Maria Bzówka ze Wspólnej Szkoły Doktorskiej, oraz inż. Agata Raczyńska i inż. Aleksandra Samol z Wydziału Automatyki, Elektroniki i Informatyki.

 

 

 

 

 

 

 

Wieści

Ostatnie wideo

Podziękowania

Wicemarszałek śląski z życzeniami dla pracujących w WPR

21 października 2019

Dyrekcja SP ZOZ MSWiA z życzeniami dla ratowników

21 października 2019

Od komendanta wojewódzkiego PSP w Katowicach

21 października 2019

Prezydent Zabrza pracownikom WPR

21 października 2019

Dyrektor Śląskiego OW NFZ życzy nam...

21 października 2019

Okolicznościowe życzenia od burmistrz Ogrodzieńca

21 października 2019

Życzenia na DRM od b. dyrektor WPR

21 października 2019