Вирус СПИДа рассмотрели в упор

Взглянув на вирус СПИДа с разрешением в несколько ангстрем, учёные обнаружили в его оболочке слабые места, которые можно использовать для атаки на «чуму нашего времени».

Исследователям из Медицинской школы Питсбургского университета (США) удалось подробно рассмотреть капсид вируса СПИДа — белковую оболочку, заключающую в себе генетический материал вируса. Разумеется, как выглядит ВИЧ, было известно и до этого, но лишь в общих чертах. На этот раз учёные задались целью как можно точнее выяснить расположение 1 300 белков, из которых сложена вирусная оболочка.

С помощью криоэлектронной микроскопии, рентгеноструктурного анализа и сверхбыстрых компьютеров учёные построили трёхмерную карту ВИЧ с разрешением в 8 Å.

Вирусный капсид решает двоякую задачу: с одной стороны, он защищает генетический материал вируса, с другой — когда вирус попадает в клетку, капсид должен выпустить генетический материал на волю, чтобы вирус начал воспроизводиться. То есть в жизни вируса есть момент, когда в его оболочке, грубо говоря, открывается отверстие, и через это отверстие вирус вполне можно было бы атаковать каким-нибудь лекарством.

Подробный объёмный портрет капсида как раз мог бы ответить на вопрос, где и когда можно осуществить такое нападение.

В статье, опубликованной, естественно, в журнале Nature, Пэйцзюнь Чжан и его коллеги описывают капсид ВИЧ как сложную решётку, состоящую из множества белковых ячеек-шестиугольников. Таких ячеек в вирусной оболочке двести. Кроме того, есть совсем немного, всего двенадцать, пятиугольных ячеек. Капсид ВИЧ сложен как бы из нескольких плоскостей, и пятиугольные ячейки появляются там, где есть углы, где одна плоскость переходит в другую. (По словам исследователей, структура капсида ВИЧ напоминает «фуллереновый конус»: там, где поверхности нужно особенно сильно искривляться, стоят пентагональные белковые ячейки.)

Именно здесь, по мнению авторов работы, находится слабое место вируса. С помощью мутантных форм вируса удалось даже обнаружить особо важные связи между белковыми молекулами. Эти связи имеют гидрофобную природу, и если их нет, капсид теряет стабильность, а вирус не может проникнуть в клетку.

Скорее всего, эти слабые места нужны и самому вирусу, чтобы, как было сказано выше, в нужный момент выпустить генетический материал в клетку. Однако их же можно использовать для борьбы с ВИЧ — нужно только иметь на руках ферменты или ещё какие-нибудь вещества, которые расшатывали бы капсид в этих точках.

До сих пор архитектурные особенности вируса при разработке лекарств против него почти не использовались. Так что, возможно, эти результаты подтолкнут исследователей к созданию нового поколения антиВИЧ-препаратов. Известно, что вирус СПИДа изменяется с огромной скоростью, благодаря чему уходит из-под удара иммунной системы. Однако он не может позволить, чтобы изменения коснулись и белков, лежащих в критических точках капсида. А это даёт право предполагать, что от лекарства, которое ударит по этим белкам, вирусу не уйти.

Подготовлено по материалам Питсбургского университета.