Koronawirus będzie mutował, to kwestia czasu. Polscy badacze chcą to przewidzieć

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 dra hab. Artura Góry 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 - opowiada o wynikach badań dr hab. Artur Góra. - Niestety, już podczas wstępnych analiz okazało się, że kieszeń wiążąca substrat, w której miałoby następować wiązanie związków hamujących działanie enzymu, jest bardzo ruchliwa.

- To oznacza że nie możemy skorzystać z drogi na skróty Dodatkowo zaobserwowaliśmy, że nasz cel molekularny może łatwo ulec dalszym zmianom, gdyż charakteryzuje się dużą zmiennością ewolucyjną dodaje dr Góra. - 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 zespół dr Góry chce przewidzieć kolejne możliwe drogi jego ewolucji. Już teraz wiadomo, 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 - komentuje naukowiec.

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.