Раскрытая структура белковой оболочки ВИЧ

Ученые некоторое время пытались определить химическую структуру ВИЧ капсида, белковой оболочки, которая защищает вирусный генетический материал. Считалось, что капсид является ключом к вирулентности ВИЧ и наиболее привлекательной целью для новой антиретровирусной разработки.

Глава исследований доктор Пьун Чжан (Peijun Zhang), профессор структурной биологии Медицинского Университета Питтсбурга, сделал заявление:

"Капсид критически важен для репликации ВИЧ, и детальное понимание его структуры может привести нас к новому лекарству, которое сможет лечить и предотвращать болезнь. Это понимание имеет мощный потенциал для создания альтернативы имеющимся ВИЧ терапиям, которые взаимодействуют только с определенными энзимами."

Предыдущие исследования описывали попытки расщепить белковую оболочку кусочек за кусочком. Для изучения атомной структуры оболочки, состоящей из более чем 1300 идентичных белков, ученые использовали ряд лабораторных методик: ЯМР спектроскопия (ядерно-магнитная резонансная спектроскопия), рентген кристаллография, криоэлектронная микроскопия и криоэлектромагнитная томография.

Но обработать полученные данные стало возможно только при помощи суперкомпьютера  Blue Waters с петафлопной производительностью в Национальном Центре Суперкомпьютеров в Университете Иллинойса. После этого профессор Чжан и коллеги определили химическую структуру внешней оболочки.

Для сравнения, данный компьютер за одну секунду производит такие расчеты, как если бы каждый житель Земли производил одно вычисление (математическую операцию) каждый 1,5 секунды в течении 36 часов.

Структура оболочки является одной из самых сложных белковых структур. Её компьютерная симуляция насчитывает 64 миллионов атомов.

По итогам предыдущей работы ученым уже было известно, что оболочка содержит какое-то количество одинаковых белков со структурой пяти- и шестиугольников. Но точное количество белков в капсиде оставалось загадкой.

Позже было выяснено, что белковая оболочка содержит 216 шестиугольников и 12 пятиугольников. Они идентичны, но углы, под которыми они присоединены друг к другу отличаются в разных областях структуры.

Капсид обладает двумя прямо противоположными функциями: во-первых, они противостоит любому вторжению извне, чтобы защитить генетический материал вируса, с другой стороны он способен"открываться" и выпускать материал наружу. Именно это время открытия является ключевым для изобретения вакцины.

По материалам: www.MedicalNewsToday.com