(Joseps Gutierrez/Moment/Getty Images) A rašanās jauns koronavīrusa variants ir izraisījusi jaunu interesi par daļu vīruss pazīstams kā smaile proteīns.
Jaunajā variantā ir vairākas īpašas izmaiņas smaile proteīnā, salīdzinot ar citiem cieši saistītiem variantiem, un tas ir viens no iemesliem, kāpēc tas ir vairāk satraucošs nekā citas, nekaitīgas vīrusa izmaiņas, ko esam novērojuši iepriekš. Jaunās mutācijas var mainīt smailes bioķīmiju un ietekmēt vīrusa pārnēsājamību.
Smailes proteīns ir arī strāvas pamats Covid-19 vakcīnas, kuru mērķis ir radīt imūnreakciju pret to. Bet kas īsti ir smaile proteīns un kāpēc tas ir tik svarīgi?
Šūnu iebrucēji
Parazītu pasaulē daudzi baktēriju vai sēnīšu patogēni var izdzīvot paši bez saimniekšūnas, ko inficēt. Bet vīrusi nevar. Tā vietā viņiem ir jāiekļūst šūnās, lai vairotos, kur viņi izmanto pašas šūnas bioķīmisko mehānismu, lai izveidotu jaunas vīrusa daļiņas un izplatītos uz citām šūnām vai indivīdiem.
Mūsu šūnas ir attīstījušās, lai novērstu šādus ielaušanos. Viens no galvenajiem šūnu dzīvības aizsardzības līdzekļiem pret iebrucējiem ir tās ārējais pārklājums, kas sastāv no tauku slāņa, kas satur visus fermentus, olbaltumvielas un DNS, kas veido šūnu.
Tauku bioķīmiskās īpašības dēļ ārējā virsma ir ļoti negatīvi uzlādēta un atbaidoša. Vīrusiem ir jāšķērso šī barjera, lai piekļūtu šūnai.
Kā SARS-CoV-2 nokļūst šūnās un vairojas. (Pislar et al., PLoS Pathog, 2020, CC BY)
Tāpat kā šūnu dzīvību, arī pašus koronavīrusus ieskauj tauku membrāna, kas pazīstama kā apvalks. Lai iekļūtu šūnas iekšpusē, apvalkotie vīrusi izmanto proteīnus (vai glikoproteīnus, jo tie bieži ir pārklāti ar slidenām cukura molekulām), lai sapludinātu savu membrānu ar šūnu membrānu un pārņemtu šūnu.
Viens no šādiem vīrusa glikoproteīniem ir koronavīrusu proteīns. Ebola vīrusiem ir viens, gripas vīrusam ir divi, un herpes simplex vīrusam ir pieci.
Smailes arhitektūra
Smailes proteīns sastāv no 1273 aminoskābju lineāras ķēdes, kas ir kārtīgi salocītas struktūrā, kas ir nosprausta ar līdz pat 23 cukura molekulām. Smailes proteīniem patīk turēties kopā, un trīs atsevišķas smailes molekulas saistās viena ar otru, veidojot funkcionālu “trimēru” vienību.
Spike var iedalīt atsevišķās funkcionālās vienībās, kas pazīstamas kā domēni, kas atbilst dažādas proteīna bioķīmiskās funkcijas , piemēram, saistīšanās ar mērķa šūnu, saplūšana ar membrānu un ļaujot smailei nosēsties uz vīrusa apvalka.
Smailes proteīns no SARS-CoV-2 ir iestrēdzis uz aptuveni sfēriskas vīrusa daļiņas, iestrādāta aploksnē un izvirzīta kosmosā, gatava pieķerties nenojaušām šūnām. Tiek lēsts, ka katram vīrusam ir aptuveni 26 smailes trimeri.
Smailes proteīns sastāv no dažādām sekcijām, kas veic dažādas funkcijas. (Rohans Bir Singhs, CC BY)
Viena no šīm funkcionālajām vienībām saistās ar proteīnu uz mūsu šūnu virsmas, ko sauc ACE2 , izraisot vīrusa daļiņu uzņemšanu un galu galā membrānas saplūšanu. Smaile ir iesaistīta arī citos procesos, piemēram, montāžā, strukturālajā stabilitātē un izvairīšanās no imūnsistēmas.
Vakcīna pret smaile proteīnu
Ņemot vērā to, cik liela nozīme vīrusam ir smailei, daudzas pretvīrusu vakcīnas vai zāles ir vērstas pret vīrusu glikoproteīniem.
SARS-CoV-2 vakcīnas, ko ražo Pfizer/BioNTech un Moderna dot norādījumus mūsu imūnsistēmai, lai izveidotu savu smailo proteīna versiju, kas notiek neilgi pēc imunizācijas. Smailes veidošanās mūsu šūnās pēc tam sāk aizsardzības procesu antivielu un T šūnu veidošanos.
Viena no satraucošākajām SARS-CoV-2 smaile proteīna iezīmēm ir tas, kā tas pārvietojas vai mainās laika gaitā vīrusa evolūcijas laikā. Vīrusa genomā kodētais proteīns var mutēt un mainīt tā bioķīmiskās īpašības, vīrusam attīstoties.
Lielākā daļa mutāciju nebūs labvēlīgas un vai nu aptur smailo proteīnu darbību, vai arī neietekmēs tā darbību. Taču daži var izraisīt izmaiņas, kas jaunajai vīrusa versijai piešķir selektīvas priekšrocības, padarot to pārnēsājamāku vai infekciozāku.
Viens no veidiem, kā tas varētu notikt, ir mutācija smailes proteīna daļā, kas novērš aizsardzību antivielas no saistīšanās ar to. Vēl viens veids būtu padarīt tapas “lipīgākas” mūsu šūnām.
Tāpēc īpašas bažas rada jaunas mutācijas, kas maina smaiļu funkcijas — tās var ietekmēt to, kā mēs kontrolējam SARS-CoV-2 izplatību. Jaunie varianti, kas atrodami Apvienotajā Karalistē un citur ir mutācijas pāri smailei un proteīna daļās, kas iesaistītas iekļūšanā jūsu šūnās.
Laboratorijā būs jāveic eksperimenti, lai noskaidrotu, vai un kā šīs mutācijas būtiski maina smaili un vai mūsu pašreizējie kontroles pasākumi joprojām ir efektīvi. 
Konors Bamfords , pētnieks, virusoloģija, Karalienes universitāte Belfāstā .
Šis raksts ir pārpublicēts no Saruna saskaņā ar Creative Commons licenci. Lasīt oriģināls raksts .