П'ятниця, 31 травня 2013 року. Американські дослідники визначили точну хімічну структуру ВІЛ-капсиду, білкової оболонки, яка захищає генетичний матеріал вірусу і є запорукою його вірулентності, і це може призвести до нових способів захисту від вірус, що часто змінюється, згідно з обкладинкою журналу «Природа». Капсид став привабливою мішенню для розробки нових антиретровірусних препаратів.
Вчені давно намагаються зрозуміти, як будується вірус ВІЛ, і для цього вони використовували різні лабораторні методи, такі як електронна кріомікроскопія, кріо-МС-томографія, ядерно-магнітно-резонансна спектроскопія та рентгенівська кристалографія. окремі частини капсида, щоб розкрити деталі та отримати повний сенс.
Однак до приходу суперкомп'ютерів у петакассах ніхто не міг зібрати всю ВІЛ-капсиду, набір з понад 1300 однакових білків, що утворюють конусоподібну структуру, детально описану на атомному рівні. Моделювання, що додають пропущені фрагменти у головоломці, проводилися під час випробувань нового суперкомп'ютера «Блакитних вод» Національного центру суперкомп'ютерних програм Університету Іллінойсу в Урбані-Шампені, США.
"Це велика структура, одна з найбільших структур, що коли-небудь вирішувалася", - сказав професор фізики університету Іллінойсу Клаус Шультен, який разом з докторантом Хуаном Р. Перилья проводив молекулярне моделювання даних. інтегрований з лабораторних експериментів, проведених колегами з Пітсбурзького університету та Університету Вандербільта, обидва в США. "Було дуже зрозуміло, що буде потрібно багато моделювання, найбільшого моделювання, коли-небудь опублікованого. Участь 64 мільйонів атомів", - сказав він.
Попередні дослідження показали, що капсид на ВІЛ містить низку однакових білків. Вчені знали, що білки розташовані у п’ятикутниках та шестикутниках, і припускали, що п’ятикутники утворюють найбільш сильно закруглені кути капсидної форми візао за допомогою електронного мікроскопа, але не знали, скільки цих білкових будівельних блоків необхідно або як п’ятикутники і Шестикутники приєднуються до утворення капсида.
Керований професором структурної біології Пейджуном Чжаном, команда Пітсбурга піднесла основні компоненти капсиду до умов високої солоності, змусивши білки з’єднатись у трубах, виготовлених з шестикутників. Інші експерименти виявили взаємодію між специфічними ділянками білків, які є "основними для збірки капсидів, вірусної стабільності та інфекційності", - повідомляють дослідники.
Команда також виконала кріоелектронну томографію повного капсиду, розрізаного на зрізи, щоб отримати приблизне уявлення про його загальну форму. Перилья та Шультен використовували дані цих експериментів та власні імітації взаємодій між гексамерами та пентамерами, щоб здійснити ряд масштабних комп'ютерних моделювань, які представляли структурні властивості будівельних блоків капсида.
"Роботу зіставлення загальної капсиди, складеної на 64 мільйони атомів, з різними експериментальними даними, можна здійснити лише за допомогою комп'ютерного моделювання з використанням розробленої нами методики під назвою гнучка настройка молекулярної динаміки", - пояснив Шультен. В основному, це імітувати фізичні характеристики та поведінку великих біологічних молекул, на додаток до включення даних у моделювання, щоб модель фактично рухалася у відповідність із даними ".
Моделювання показало, що ВІЛ-капсид містить 216 шестикутних білків та 12 білків п’ятикутника, розміщених як експериментальні дані. Білки, що складають ці п’ятикутники та шестикутники, були однакові, але, тим не менш, кути з'єднання між ними варіювалися від однієї області капсида до іншої. "Це справді таємниця, - сказав Шультен. - Як один тип білка може утворювати щось таке ж різноманітне? Білок повинен бути за своєю сутністю гнучким".
П'ятикутники "індукують різку кривизну поверхні", повідомляють дослідники, дозволяючи капсиду бути замкнутою структурою, що було б неможливо, якби капсид складався лише з шестикутників. Наявність детальної хімічної структури ВІЛ-капсиду дозволить дослідникам далі вивчити, як це працює, з наслідками для фармакологічних втручань, щоб порушити цю функцію, сказав Шультен.
"У ВІЛ-капсиди насправді є два абсолютно протилежні будинки, - сказав дослідник. - Генетичний матеріал повинен бути захищений, але, потрапляючи в клітину, він повинен вивільнити генетичний матеріал дуже добре: не надто швидко. це добре, занадто повільно це не добре ". У зв'язку з цим він пояснив, що час відкриття капсиду має важливе значення для ступеня вірулентності вірусу, тому на той момент це, мабуть, найкращий спосіб втручатися у ВІЛ-інфекцію.
Джерело:
Теги:
Дієта І Харчування, Психологія Сексуальність
Вчені давно намагаються зрозуміти, як будується вірус ВІЛ, і для цього вони використовували різні лабораторні методи, такі як електронна кріомікроскопія, кріо-МС-томографія, ядерно-магнітно-резонансна спектроскопія та рентгенівська кристалографія. окремі частини капсида, щоб розкрити деталі та отримати повний сенс.
Однак до приходу суперкомп'ютерів у петакассах ніхто не міг зібрати всю ВІЛ-капсиду, набір з понад 1300 однакових білків, що утворюють конусоподібну структуру, детально описану на атомному рівні. Моделювання, що додають пропущені фрагменти у головоломці, проводилися під час випробувань нового суперкомп'ютера «Блакитних вод» Національного центру суперкомп'ютерних програм Університету Іллінойсу в Урбані-Шампені, США.
"Це велика структура, одна з найбільших структур, що коли-небудь вирішувалася", - сказав професор фізики університету Іллінойсу Клаус Шультен, який разом з докторантом Хуаном Р. Перилья проводив молекулярне моделювання даних. інтегрований з лабораторних експериментів, проведених колегами з Пітсбурзького університету та Університету Вандербільта, обидва в США. "Було дуже зрозуміло, що буде потрібно багато моделювання, найбільшого моделювання, коли-небудь опублікованого. Участь 64 мільйонів атомів", - сказав він.
Попередні дослідження показали, що капсид на ВІЛ містить низку однакових білків. Вчені знали, що білки розташовані у п’ятикутниках та шестикутниках, і припускали, що п’ятикутники утворюють найбільш сильно закруглені кути капсидної форми візао за допомогою електронного мікроскопа, але не знали, скільки цих білкових будівельних блоків необхідно або як п’ятикутники і Шестикутники приєднуються до утворення капсида.
Керований професором структурної біології Пейджуном Чжаном, команда Пітсбурга піднесла основні компоненти капсиду до умов високої солоності, змусивши білки з’єднатись у трубах, виготовлених з шестикутників. Інші експерименти виявили взаємодію між специфічними ділянками білків, які є "основними для збірки капсидів, вірусної стабільності та інфекційності", - повідомляють дослідники.
Команда також виконала кріоелектронну томографію повного капсиду, розрізаного на зрізи, щоб отримати приблизне уявлення про його загальну форму. Перилья та Шультен використовували дані цих експериментів та власні імітації взаємодій між гексамерами та пентамерами, щоб здійснити ряд масштабних комп'ютерних моделювань, які представляли структурні властивості будівельних блоків капсида.
"Роботу зіставлення загальної капсиди, складеної на 64 мільйони атомів, з різними експериментальними даними, можна здійснити лише за допомогою комп'ютерного моделювання з використанням розробленої нами методики під назвою гнучка настройка молекулярної динаміки", - пояснив Шультен. В основному, це імітувати фізичні характеристики та поведінку великих біологічних молекул, на додаток до включення даних у моделювання, щоб модель фактично рухалася у відповідність із даними ".
Моделювання показало, що ВІЛ-капсид містить 216 шестикутних білків та 12 білків п’ятикутника, розміщених як експериментальні дані. Білки, що складають ці п’ятикутники та шестикутники, були однакові, але, тим не менш, кути з'єднання між ними варіювалися від однієї області капсида до іншої. "Це справді таємниця, - сказав Шультен. - Як один тип білка може утворювати щось таке ж різноманітне? Білок повинен бути за своєю сутністю гнучким".
П'ятикутники "індукують різку кривизну поверхні", повідомляють дослідники, дозволяючи капсиду бути замкнутою структурою, що було б неможливо, якби капсид складався лише з шестикутників. Наявність детальної хімічної структури ВІЛ-капсиду дозволить дослідникам далі вивчити, як це працює, з наслідками для фармакологічних втручань, щоб порушити цю функцію, сказав Шультен.
"У ВІЛ-капсиди насправді є два абсолютно протилежні будинки, - сказав дослідник. - Генетичний матеріал повинен бути захищений, але, потрапляючи в клітину, він повинен вивільнити генетичний матеріал дуже добре: не надто швидко. це добре, занадто повільно це не добре ". У зв'язку з цим він пояснив, що час відкриття капсиду має важливе значення для ступеня вірулентності вірусу, тому на той момент це, мабуть, найкращий спосіб втручатися у ВІЛ-інфекцію.
Джерело:
---dziaanie-i-skuteczno.jpg)
---jaki-podkad-porada-eksperta.jpg)
