Una inmersión profunda en la proteína esencia COVID-19 es un paso más alrededor de nuevos medicamentos y vacunas

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Los investigadores de la Facultad de Ciencias de la Universidad Estatal de Oregon han dado un paso crítico hacia nuevos medicamentos y vacunas para combatir el COVID-19 con una inmersión profunda en las interacciones de una proteína con el material genético del SARS-CoV-2.

La proteína de la nucleocápside del virus, o proteína N, es un objetivo principal para las intervenciones de lucha contra la enfermedad debido al trabajo crítico que realiza en el ciclo de infección del nuevo coronavirus y porque muta a un ritmo relativamente lento. Los medicamentos y las vacunas elaborados en torno al trabajo de la proteína N tienen el potencial de ser muy eficaces y durante períodos de tiempo más largos, es decir, menos susceptibles a la resistencia.

Entre las proteínas del SARS-CoV-2, la proteína N es el socio principal del ARN viral. El ARN contiene las instrucciones genéticas que utiliza el virus para que las células vivas, como las humanas, produzcan más propias, y la proteína N se une al ARN y lo protege.

Publicado en el Biophysical Journal, los hallazgos son un punto de partida importante para futuros estudios sobre la proteína N y sus interacciones con el ARN como parte de un análisis en profundidad de los mecanismos de infección, transmisión y control del SARS-CoV-2.

Elisar Barbar, profesor de bioquímica y biofísica en el estado de Oregon y candidato a doctorado Heather Masson-Forsythe dirigió el estudio con la ayuda de los estudiantes universitarios Joaquín Rodríguez y Seth Pinckney. Los investigadores utilizaron una serie de técnicas biofísicas que miden los cambios en el tamaño y la forma de la proteína N cuando se une a un fragmento de ARN genómico: 1,000 nucleótidos del genoma de 30,000 nucleótidos.

“El genoma es bastante grande para un virus y requiere muchas copias de la proteína N para adherirse al ARN para darle al virus la forma esférica que necesita para hacer múltiples copias de sí mismo”, dijo Barbar. “Nuestro estudio nos ayuda a cuantificar cuántas copias de N se necesitan y qué tan cerca están entre sí cuando se unen al ARN”.

Los estudios biofísicos de N con grandes segmentos de ARN utilizando resonancia magnética nuclear son raros, dijo Barbar, debido a la dificultad de preparar la proteína N parcialmente desordenada y los segmentos largos de ARN, ambos propensos a la agregación y degradación, pero este tipo de estudios son una especialidad. del laboratorio Barbar. Los estudios de otros investigadores generalmente se han limitado a piezas mucho más pequeñas de ARN y piezas más pequeñas de la proteína N.

En lugar de solo mirar las regiones de unión de ARN de la proteína N solo, la visión de 1,000 nucleótidos permitió a los científicos aprender que la proteína se une con mucha más fuerza cuando es un dímero de longitud completa, dos copias unidas entre sí. – e identificar regiones de la proteína que son esenciales para la unión del ARN.

“La proteína completa tiene partes estructuradas, pero en realidad es muy flexible, por lo que sabemos que esta flexibilidad es importante para la unión del ARN”, dijo Masson-Forsythe. “También sabemos que cuando las proteínas N comienzan a unirse a un ARN más largo, el resultado es una colección diversa de complejos de proteína / ARN unidos frente a una forma de unión”.

Por lo tanto, los medicamentos que obstaculizan la flexibilidad de la proteína N representarían una vía potencial para los investigadores farmacéuticos, dijo. Otra posibilidad serían los fármacos que alteran cualquiera de esos complejos proteína / ARN que resultan de especial importancia.

Una Beca de Investigación Exploratoria (EAGER) de la National Science Foundation apoyó esta investigación a través de la División de Biociencias Moleculares y Celulares de la NSF. El implante de resonancia magnética nuclear del estado de Oregon utilizado en el estudio está financiado en parte por los Institutos Nacionales de Salud y MJ Murdock Charitable Trust, y el NIH también apoyó la parte de la investigación de adquisición de datos de espectrometría de masas nativa.

Zhen Yu, Richard Cooley, Phillip Zhu y Patrick Reardon del estado de Oregon y James Prell y Amber Rolland de la Universidad de Oregon fueron los otros investigadores del proyecto.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por La Universidad Estatal de Oregon. Original escrito por Steve Lundeberg. Nota: El contenido se puede cambiar por estilo y longitud.

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