Petak, 31. svibnja 2013. - Američki istraživači utvrdili su točnu kemijsku strukturu HIV kapsida, proteinskog omotača koji štiti genetski materijal virusa i ključ je njegove virulencije, što bi otkriće moglo dovesti do novih načina obrane od virus koji se često mijenja, navodi se na naslovnici časopisa 'Nature'. Kapsid je postao atraktivna meta razvoja novih antiretrovirusnih lijekova.
Znanstvenici su dugo pokušavali shvatiti kako se gradi kapsida protiv HIV-a i za to su koristili razne laboratorijske tehnike, kao što su elektronička kriomikroskopija, krio-MS tomografija, nuklearna magnetska rezonanca i rentgenska kristalografija. pojedini dijelovi kapsida kako bi se otkrili detalji i stekao potpuni smisao.
Međutim, do dolaska superračunala s pettaskale, nitko nije mogao sakupiti čitav HIV kapsid, skup od više od 1300 identičnih proteina koji tvore stožčastu strukturu, detaljno opisanu na atomskoj razini. Simulacije koje dodaju nedostajuće dijelove u slagalici provedene su tijekom ispitivanja 'Blue Waters', novog superračunala iz Nacionalnog centra za superkompjuterske aplikacije na Sveučilištu Illinois u Urbana-Champaign, Sjedinjene Države.
"Ovo je velika struktura, jedna od najvećih struktura ikad riješenih", rekao je profesor fizike sa Sveučilišta Illinois Klaus Schulten, koji je s postdoktorskim istraživačem Juanom R. Perillom provodio molekularne simulacije podataka. integrirana iz laboratorijskih eksperimenata kolega sa Sveučilišta u Pittsburghu i Sveučilišta u Vanderbiltu, oba u Sjedinjenim Državama. "Bilo je vrlo jasno da će trebati puno simulacije, najveća objavljena simulacija ikad. Učešće 64 milijuna atoma", rekao je.
Prethodna istraživanja pokazala su da HIV kapsid sadrži niz identičnih proteina. Znanstvenici su znali da su proteini raspoređeni u peterokutima i šesterokutima i pretpostavili su da pentagoni tvore najjače zaobljene uglove kapsidnog oblika visao s elektronskim mikroskopom, ali nisu znali koliko je tih proteinskih građevnih blokova potrebno ili kako su pentagoni i Šesterokutnici se spajaju i tvore kapsid.
Pod vodstvom profesora strukturne biologije Peijuna Zhang-a, tim iz Pittsburga izložio je osnovne komponente kapsida uvjetima visoke slanosti, što je dovelo do spajanja proteina u epruvete napravljene od šesterokuta. Drugi eksperimenti otkrili su interakcije između određenih regija proteina koji su "temeljni za skupljanje kapsida i virusnu stabilnost i infektivnost", navode istraživači.
Tim je također izvršio krioelektronsku tomografiju kompletnog kapsida, izrezanog u presjecima kako bi dobio približnu predstavu o njegovom općem obliku. Perilla i Schulten koristili su podatke iz ovih eksperimenata i svoje vlastite simulacije interakcije heksamera i pentamera kako bi izvršili niz računalnih simulacija velikih razmjera koje su predstavljale strukturna svojstva kapsidnih građevnih blokova.
"Posao općeg kapsida, načinjenog od 64 milijuna atoma, s različitim eksperimentalnim podacima može se obaviti samo računalnom simulacijom koristeći metodologiju koju smo razvili, a zovemo fleksibilno prilagođavanje molekularne dinamike", objasnio je Schulten. U osnovi je simulirati fizičke karakteristike i ponašanje velikih bioloških molekula, osim uključivanja podataka u simulaciju kako bi se model zapravo kretao prema skladu s podacima. "
Simulacije su otkrile da HIV capid sadrži 216 šesterokutnih proteina i 12 pentagonskih proteina raspoređenih u skladu s eksperimentalnim podacima. Proteini koji čine ove petokrake i šesterokut bili su svi identični, ali ipak, kutovi sjedinjenja među njima varirali su od regije kapsida do druge. "To je zaista tajna", rekao je Schulten, "kako jedna vrsta proteina može tvoriti nešto tako raznoliko kao ovo? Proteini moraju biti svojstveno fleksibilni."
Pentagoni "induciraju oštru zakrivljenost površine", izvijestili su istraživači, dopuštajući kapsidu da bude zatvorena struktura, što ne bi bilo moguće da je kapsid sastavljen samo od šesterokuta. Posjedovanje detaljne kemijske strukture HIV kapsida omogućit će istraživačima da dodatno prouče kako djeluje, što bi moglo utjecati na farmakološke intervencije kako bi se poremetila ta funkcija, rekao je Schulten.
"HIV kapsid zapravo ima dvije potpuno suprotne kuće, rekao je istraživač." Genetski materijal mora biti zaštićen, ali jednom kad uđe u ćeliju, on mora generički materijal otpustiti u vrlo dobrom vremenu: ne prebrzo. dobro je, prespor nije dobar. " S tim u vezi objasnio je da je vrijeme otvaranja kapsida bitno za stupanj virulencije virusa, pa je u tom trenutku možda najbolji način da se miješate s HIV infekcijom.
Izvor:
Oznake:
Provjeri Glosar Ljepota
Znanstvenici su dugo pokušavali shvatiti kako se gradi kapsida protiv HIV-a i za to su koristili razne laboratorijske tehnike, kao što su elektronička kriomikroskopija, krio-MS tomografija, nuklearna magnetska rezonanca i rentgenska kristalografija. pojedini dijelovi kapsida kako bi se otkrili detalji i stekao potpuni smisao.
Međutim, do dolaska superračunala s pettaskale, nitko nije mogao sakupiti čitav HIV kapsid, skup od više od 1300 identičnih proteina koji tvore stožčastu strukturu, detaljno opisanu na atomskoj razini. Simulacije koje dodaju nedostajuće dijelove u slagalici provedene su tijekom ispitivanja 'Blue Waters', novog superračunala iz Nacionalnog centra za superkompjuterske aplikacije na Sveučilištu Illinois u Urbana-Champaign, Sjedinjene Države.
"Ovo je velika struktura, jedna od najvećih struktura ikad riješenih", rekao je profesor fizike sa Sveučilišta Illinois Klaus Schulten, koji je s postdoktorskim istraživačem Juanom R. Perillom provodio molekularne simulacije podataka. integrirana iz laboratorijskih eksperimenata kolega sa Sveučilišta u Pittsburghu i Sveučilišta u Vanderbiltu, oba u Sjedinjenim Državama. "Bilo je vrlo jasno da će trebati puno simulacije, najveća objavljena simulacija ikad. Učešće 64 milijuna atoma", rekao je.
Prethodna istraživanja pokazala su da HIV kapsid sadrži niz identičnih proteina. Znanstvenici su znali da su proteini raspoređeni u peterokutima i šesterokutima i pretpostavili su da pentagoni tvore najjače zaobljene uglove kapsidnog oblika visao s elektronskim mikroskopom, ali nisu znali koliko je tih proteinskih građevnih blokova potrebno ili kako su pentagoni i Šesterokutnici se spajaju i tvore kapsid.
Pod vodstvom profesora strukturne biologije Peijuna Zhang-a, tim iz Pittsburga izložio je osnovne komponente kapsida uvjetima visoke slanosti, što je dovelo do spajanja proteina u epruvete napravljene od šesterokuta. Drugi eksperimenti otkrili su interakcije između određenih regija proteina koji su "temeljni za skupljanje kapsida i virusnu stabilnost i infektivnost", navode istraživači.
Tim je također izvršio krioelektronsku tomografiju kompletnog kapsida, izrezanog u presjecima kako bi dobio približnu predstavu o njegovom općem obliku. Perilla i Schulten koristili su podatke iz ovih eksperimenata i svoje vlastite simulacije interakcije heksamera i pentamera kako bi izvršili niz računalnih simulacija velikih razmjera koje su predstavljale strukturna svojstva kapsidnih građevnih blokova.
"Posao općeg kapsida, načinjenog od 64 milijuna atoma, s različitim eksperimentalnim podacima može se obaviti samo računalnom simulacijom koristeći metodologiju koju smo razvili, a zovemo fleksibilno prilagođavanje molekularne dinamike", objasnio je Schulten. U osnovi je simulirati fizičke karakteristike i ponašanje velikih bioloških molekula, osim uključivanja podataka u simulaciju kako bi se model zapravo kretao prema skladu s podacima. "
Simulacije su otkrile da HIV capid sadrži 216 šesterokutnih proteina i 12 pentagonskih proteina raspoređenih u skladu s eksperimentalnim podacima. Proteini koji čine ove petokrake i šesterokut bili su svi identični, ali ipak, kutovi sjedinjenja među njima varirali su od regije kapsida do druge. "To je zaista tajna", rekao je Schulten, "kako jedna vrsta proteina može tvoriti nešto tako raznoliko kao ovo? Proteini moraju biti svojstveno fleksibilni."
Pentagoni "induciraju oštru zakrivljenost površine", izvijestili su istraživači, dopuštajući kapsidu da bude zatvorena struktura, što ne bi bilo moguće da je kapsid sastavljen samo od šesterokuta. Posjedovanje detaljne kemijske strukture HIV kapsida omogućit će istraživačima da dodatno prouče kako djeluje, što bi moglo utjecati na farmakološke intervencije kako bi se poremetila ta funkcija, rekao je Schulten.
"HIV kapsid zapravo ima dvije potpuno suprotne kuće, rekao je istraživač." Genetski materijal mora biti zaštićen, ali jednom kad uđe u ćeliju, on mora generički materijal otpustiti u vrlo dobrom vremenu: ne prebrzo. dobro je, prespor nije dobar. " S tim u vezi objasnio je da je vrijeme otvaranja kapsida bitno za stupanj virulencije virusa, pa je u tom trenutku možda najbolji način da se miješate s HIV infekcijom.
Izvor:
.jpg)
