Наука

Як виглядає коронавірус SARS-CoV-2?

Студія Visual Science, що спеціалізується на створенні тривимірних моделей різних біологічних об’єктів, побудувала детальну модель з атомною (!) роздільною здатністю найбільш актуального збудника останніх місяців – нового коронавірусу SARS-CoV-2, що викликає хворобу COVID-19. Модель створена на основі наявних даних кріоелектронної мікроскопії та кристалографії, а також коментарів провідних фахівців світу щодо структури вірусної частинки SARS-CoV-2

На моделі бачимо зрілу частинку з поверхневими білками, зріз дозволяє зазирнути всередину частинки – до нуклеокапсиду (нижче – “відеопрогулянка” 3D-моделлю коронавірусу SARS-CoV-2).

Віріон коронавірусу SARS-CoV-2 має сферичну або, частіше, овальну форму. Діаметр частинки складає від 50 до 150 нм.

На поверхні вірусної частинки розташовані «шипи», якими вірус взаємодіє із клітиною-мішенню. В середньому коронавірус має близько 90 таких поверхневих «шипів». Кожен «шип» складається з трьох однакових білків S, які власне взаємодіють з рецептором на клітині та запускають процес злиття вірусної та клітинної мембран. Вважається, що «шип» працює як своєрідний шарнір та може відгинатися для здійснення взаємодії з клітинним рецептором.

Поверхневі білки SARS-CoV-2 сильно глікозильовані, що допомагає їм уникати захисних систем організму-господаря.

Білок матриксу (мембранний білок, або білок М) існує у вигляді димеру та грає роль під час зборки вірусної частинки в клітині-мішені – він збирає навколо себе всі елементи майбутнього вірусу. Загалом в одному віріоні налічується до 500 димерів білка М. Під час відбруньковування новоствореного вірусу від клітини-господаря, він захоплює частинки клітинної мембрани. Так формується вірусна оболонка.

Білок оболонки Е представлений малою кількістю копій. Його завдання – під час виходу (брунькування) вірусу із клітини формувати іонні канали, що порушують структуру клітинних мембран та допомагають вірусу вийти назовні.

В збиранні вірусної частинки ключову роль відіграють білки нуклеокапсиду, які пакують вірусну РНК. На сьогодні структура нуклеокапсиду відома не достеменно, тому модель демонструє один із можливих варіантів його пакування. Нуклеокапсидний білок має С-та N-кінцеві глобулярних домени, що можуть взаємодіяти з РНК, а між ними окремі ділянки з невпорядкованою структурою.

У віріон коронавірусу можуть потрапляти неструктурні білки (які потрібні для реплікації вірусу), а також білки клітини-господаря. Серед них відзначимо білок 3 – крупний неструктурний вірусний білок, що може зв’язуватися з РНК та має ферментативну активність. Вважається, що він працює як «хаб», що організовує роботу різних вірусних компонентів. Фермент циклофілін A (пептидил-проліл цис-транс ізомераза А) забезпечує просторове згортання вірусних білків. У вірусну частинку можуть потрапляти такі білки людської клітини як актин, білок теплового шоку 90-альфа (бере участь у дозріванні білків після синтезу), протеїнкіназа CK2 (фосфорилює білки) тощо.

Джерело зображень та відео: visual-science.com