Bir sonraki COVID-19 makalesinde protein S’nin yapısının nasıl kurulduğunu ve virüsle mücadele girişimlerimize nasıl yardımcı olduğunu inceleyeceğiz. Lütfen bir süre gözden geçirin!
Bazı kısa
Koronavirüs ailesi üyelerinin dış kaplamalarının yüzeyinden çıkan keskin çıkıntılar. Protein S veya spike protein, yumruların adıdır.
Aslında, bunlar glikoproteinlerdir. Bu nedenle karbonhidratları (bir şeker molekülü gibi) içerirler.
Bu sivri uçlar, mikroskop altında görüldüğünde taçlara veya saçaklara benzeyebilir (ve Latince’de korona taç anlamına gelir).
Orta Doğu Solunum Sendromu (MERS) ve Şiddetli Akut Solunum Sendromu’na (SARS) neden olan koronavirüsler iki örnektir (MERS). S proteinleri, morfolojik kilitleme pimleri olarak işlev görür.
İnsan hücrelerinin yüzeyindeki bir proteinle etkileşime geçmek için formlarını değiştirebilirler. Virüs bu S proteinleri ile hücreye bağlanır. Sonuç olarak artık bu hücrelere erişebilirler.
Araştırmacılar, 19 Şubat 2020’de dünya çapındaki 2020 pandemisinden sorumlu olan yepyeni koronavirüs üzerindeki S proteininin 3 boyutlu yapısını ortaya çıkardı.
Bu, yeni virüsün protein S’sinin de bir konformasyonel modülatör olduğunu gösterir. Ek olarak, insan hücrelerinde aynı hedefe SARS protein S’den 10-20 kat daha güçlü bir şekilde bağlanır.
Yeni araştırmaya göre, bu bekletme, COVID-19 virüsünün bir kişiden diğerine bulaşmasını kolaylaştırabilir.
Protein yapısı
26 protein SARS-CoV-2 virüsünü oluşturur. Bunu perspektife koymak gerekirse, insan vücudunun 400.000’e kadar proteine sahip olduğu düşünülmektedir, bu nedenle bu çok mütevazı bir miktardır.
S proteini, geçen yıl diğerlerinden daha fazla ilgi gören bu birkaç proteinden biridir.
Virüsün S proteini, hücrelerimizin içine girmek için gereklidir. Çoğu organ da dahil olmak üzere vücudumuzun tüm bölgelerinde hücre zarları, bağlandığı yer olan ACE2 enzimini içerir.
S1 ve S2, S proteininin iki bölümünün isimleridir. Proteinin üst kısmı S1, ACE2’nin bağlı olduğu alandır.
Protein S’nin yapısı bu etkileşimle değiştirilir. S2 olarak bilinen proteinin alt kısmı bundan sonra insan hücresinin zarı ile birleşir. Bu, virüsün hücrelerimize sızmasını mümkün kılar.
Aslında protein S olarak adlandırdığımız protein, üç ayrı proteinden oluşan bir “trimer”dir (burada ayrıca protein S’nin trimerik yapısına bakınız). Bu üçlü S proteinleri, virüs partikülü başına kabaca 26’lık gruplar halinde bulunur.
Her trimer, S proteinini bağışıklık sistemimizden korumak için bir tür moleküler kamuflaj görevi gören şeker molekülleri olan glikanlara bağlanır.
Yapıyı tanımla
Kriyo-elektron mikroskobu, öncelikle araştırmacılara S proteini (kriyo-EM) hakkında yaptıkları tüm bilgileri sağlamaktan sorumludur.
Yapısını tespit etmek için donmuş bir nesneye elektronların ateşlenmesini içeren yöntem, 2017 Nobel Kimya Ödülü’ne layık görüldü.
Bunu yapmak için, protein numuneleri çok düşük sıcaklıklarda hızla dondurulur. Hızlı dondurma sonucunda buz kristalleri oluşmadığından proteinler donabilir ve tipik şekil ve yapıları görülebilir.
Numune daha sonra bir elektron mikroskobundan sabit bir elektron akışına maruz bırakılır, bu da çeşitli perspektiflerden bir dizi iki boyutlu fotoğrafını üretir.
Yapıyı tanımla
Kriyo-elektron mikroskobu, bilim adamlarına S proteini (kriyo-EM) ile ilgili tüm bu anlayışları sağlamaktan öncelikle sorumludur.
Donmuş bir nesnenin yapısını belirlemek için elektronları ateşlemek için kullanan yöntem, 2017 Nobel Kimya Ödülü’nü kazandı.
Bunu gerçekleştirmek için protein numuneleri çok düşük sıcaklıklarda hızla dondurulur. Proteinler dondurulabilir ve tipik şekilleri ve yapıları görülebilir çünkü hızlı dondurma buz kristallerinin üretimini engeller.
Sürekli bir elektron ışını daha sonra bir elektron mikroskobu aracılığıyla örneğe yönlendirilir ve çeşitli perspektiflerden bir dizi iki boyutlu fotoğraf üretilir.
Proteinin bu iki boyutlu temsilleri, üç boyutlu bir görüntü oluşturmak için birleştirilebilir.