Научници су дуго покушавали да разумеју како се гради капсида против ХИВ-а и за то су користили разне лабораторијске технике, као што су електронска криомикроскопија, крио-МС томографија, нуклеарна магнетна резонанца и рентгенска кристалографија. поједини делови капсида како би се открили детаљи и стекао потпуни смисао.
Међутим, до доласка суперкомпјутера из петаскала нико није могао сакупити целокупну ХИВ капсиду, скуп од више од 1.300 идентичних протеина који формирају конусну структуру, детаљно описани на атомском нивоу. Симулације које додају недостајуће комаде у слагалици изведене су током тестова 'Блуе Ватерс', новог суперкомпјутера из Националног центра за суперкомпјутерске апликације Универзитета у Илиноису, у Урбана-Цхампаигн, Сједињене Државе.
"Ово је велика структура, једна од највећих структура икад ријешених", рекао је професор физике Универзитета у Илиноису Клаус Сцхултен, који је с постдокторским истраживачем Јуаном Р. Периллом спровео молекуларне симулације података. интегрисани из лабораторијских експеримената колега са Универзитета у Питтсбургху и Универзитета Вандербилт, оба у Сједињеним Државама. "Било је врло јасно да ће бити потребно много симулације, највећа симулација икад објављена. Учешће 64 милиона атома", рекао је.
Претходна истраживања показала су да ХИВ капсид садржи низ идентичних протеина. Научници су знали да су протеини распоређени у петерокутима и шестерокутима и претпоставили су да пентагони формирају најјаче заобљене углове капсидног облика висао-ом помоћу електронског микроскопа, али нису знали колико је тих протеинских градивних блокова потребно или како су пентагони и Шестерокутници се спајају и формирају капицу.
У режији професора структурне биологије Пеијуна Зханг-а, тим из Питтсбурга изложио је основне компоненте капсида условима високог салинитета, што је довело до спајања протеина у епрувете направљене од шестерокута. Остали експерименти открили су интеракције између одређених регија протеина који су "темељни за састављање капсида и вирусну стабилност и инфективност", наводе истраживачи.
Тим је такође урадио криоелектронску томографију комплетног капсида, исеченог у пресецима како би добио приближну представу о његовом општем облику. Перилла и Сцхултен користили су податке из ових експеримената и из сопствених симулација интеракција хексамера и пентамера да би извршили низ рачунарских симулација великих размера које су представљале структурне особине капсидних градивних блокова.
"Посао општег капсида, начињеног од 64 милиона атома, са различитим експерименталним подацима може се извршити само рачунарском симулацијом користећи методологију коју смо развили, а зовемо флексибилно прилагођавање молекуларне динамике, " објаснио је Сцхултен. У основи је симулирати физичке карактеристике и понашање великих биолошких молекула, уз додавање података у симулацију тако да се модел заправо креће у складу са подацима. "
Симулације су откриле да ХИВ цапид садржи 216 протеина шестерокутника и 12 пентагонских протеина распоређених у складу са експерименталним подацима. Протеини који чине ове петокраке и шестерокут су сви идентични, али ипак, углови спајања између њих варирали су од једне регије капсиде до друге. "То је заиста мистерија, " рекао је Сцхултен, "како једна врста протеина може формирати нешто тако разнолико? Ово мора бити инхерентно флексибилно."
Пентагони "индукују оштру закривљеност површине", известили су истраживачи, дозвољавајући капиди да буде затворена структура, што не би било могуће да је капидид састављен само од шестерокута. Поседовање детаљне хемијске структуре ХИВ капсида омогућиће истраживачима да даље проучавају како делује, са импликацијама на фармаколошке интервенције како би се пореметила та функција, рекао је Сцхултен.
"ХИВ капсид заправо има две потпуно супротне куће, " рекао је истраживач. "Генетски материјал мора бити заштићен, али једном када уђе у ћелију, он мора ослобађати генетски материјал у веома добром тренутку: не пребрзо. добро је, преспор није добар. " С тим у вези, објаснио је да је време отварања капсида од суштинског значаја за степен вируленције вируса, тако да је у том тренутку можда најбољи начин да се мешате са ХИВ инфекцијом.
Извор: ввв.ДиариоСалуд.нет
