Исследователи смогли мутировать вирусный белок 40 (VP40) таким образом, чтобы изменить остатки белка, блокируя образование почки и репликацию вируса Эбола в модельной системе.VP40 — это белок периферической мембраны, который регулирует почкование вируса от плазматической мембраны. Он взаимодействует с липидом плазматической мембраны человека, фосфатидилсерином, для облегчения репликации вируса.
Все вирусы животных должны пересекать мембраны для входа и выхода из клеток.Исследовательская группа, возглавляемая Робертом Стахелином из Университета Пердью, обнаружила определенные части VP40, которые связываются с липидом: катионный участок на конце аминокислотной цепи. Этот сайт контролирует способность белка образовывать липидную оболочку, слой, который защищает вирус от внешней среды.
Привлекающие воду остатки на этом участке имеют решающее значение для проникновения через мембрану и образования почки. Замена этих остатков на аланин, который является гидрофобным, снижает связывание липидов в 40 раз и останавливает локализацию на плазматической мембране.VP40 — это белок-трансформер, способный перестраиваться в различные структуры: мономер, димер и октамер. Согласно статье, эти различные структуры по-разному взаимодействуют с липидом.
Димер лучше всего приспособлен для облегчения репликации, работая вдвое лучше, чем мономер, и почти в 10 раз лучше, чем октамер.«Приятно узнать, что эти разные олигомерные структуры по-разному связываются с липидными клетками человека», — сказал Стахелин. «Это может объяснить, почему у этого белка разные роли в цикле репликации вируса».В настоящее время нет одобренных FDA вакцин или терапевтических средств против вируса Эбола.
Вспышки редки, но смертельны: летальность достигает 90 процентов. Знание того, как и где белок взаимодействует с липидом, может позволить исследователям лучше воздействовать на него с помощью терапевтических средств.
«Это помогает нам понять, как вирус использует клеточные мембраны человека для репликации и образования новых вирусных частиц. Вирусу нужен этот липид, чтобы сформировать новую частицу и заразить другие клетки», — сказал Стахелин. «Мы нацелены на человеческие клетки с помощью терапевтических средств, которые модулируют способ, которым клетка вырабатывает липиды, и нам нравится нацеливаться на человеческую клетку, потому что она вряд ли мутирует и станет устойчивой к лекарству.В этом исследовании использовались клеточные модели и модели in vitro.
Модели in vitro использовались для количественной оценки того, насколько хорошо VP40 связывается с синтетическими мембранами. Исследователи мутировали код ДНК, чтобы изменить аминокислотную последовательность VP40, очистили эти белки до гомогенности и сравнили их связывание с исходным VP40.
В клеточных экспериментах визуализация живых клеток использовалась для отслеживания локализации VP40 в клетках человека. Движение мутанта VP40 и исходного VP40 сравнивали, чтобы увидеть, как они связываются с плазматической мембраной клетки человека, местом репликации вируса.
Стахелин сотрудничал с исследователями из Международного университета Флориды, Исследовательского института Скриппса и Университета Нотр-Дам. Работа была поддержана грантами AI081077 и AI121841 Национальных институтов здравоохранения (NIH) и стипендией для преддипломной подготовки NIH Health CBBI T32GM075762.