محققان چینی کشف کرده‌اند که کرونا ویروس جدید چگونه به سلول‌های انسانی متصل می‌شود و آنها را آلوده می‌کند و این یافته‌ها به پیشرفت روش‌های تشخیص ویروسی و درمان‌های بالقوه ضد ویروسی کمک خواهد کرد.

کروناویروس از طریق آنزیم «ACE2» به سلول‌های انسانی می‌چسبد

محققان در چین از فرآیندی به نام «میکروسکوپ الکترونی کرایو» (cryo-EM) استفاده کردند و دریافتند که کروناویروس جدید با استفاده از یک گلیکوپروتئین به نام «SARS-CoV-2 spike» یا «S» که به پروتئین غشای سلول یعنی «آنزیم ۲ مبدل آنژیوتانسین» (ACE2) متصل می‌شود، وارد سلول‌های انسانی می‌شود.

میکروسکوپ الکترونی کرایو (cryo-EM) یک نوع از میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) است که در آن، نمونه مورد مطالعه در برودت (به طور کلی در دمای نیتروژن مایع) بررسی می‌شود. روز به روز بر اهمیت و ارزش این روش تصویربرداری زیست‌شناسی ساختاری افزوده می‌گردد.

گلیکوپروتئین نیز ترکیبی از پروتئین و کربوهیدرات است. پروتئینی که با زنجیره‌های کوچک اولیگوساکارید(قند) گلیکوزیله شده ولی محتوی اسید فسفریک، پورین یا پیریمیدین نیست.

از طرفی «آنزیم ۲ مبدل آنژیوتانسین» (Angiotensin-converting enzyme 2) یا به اختصار «ACE2»، یک اگزوپپتیداز است که موجب تبدیل آنژیوتانسین ۱ به یک آنژیوتانسین ۹–۱(۹ پپتیدی) یا تبدیل آنژیوتانسین ۲ به آنژیوتانسین ۷–۱ می‌گردد. این آنزیم اثرات مستقیمی بر عملکرد قلب دارد و بیشتر در لایه داخلی رگ‌های خونی، قلب و کلیه‌ها بیان می‌شود.

وقتی کروناویروس یک سلول انسانی را آلوده می‌کند، پروتئین «S» به زیر واحدهای «S1» و «S2» تقسیم می‌شود.

«S1» دامنه اتصال-گیرنده (RBD) را در خود جای داده است که به این ترتیب کووید ۱۹ می‌تواند مستقیماً به دامنه پپتیداز(PD) در «ACE2» متصل شود. تصور می‌شود «S2» سپس در هم‌جوشی سلولی نقش ایفا می‌کند.

به همین دلیل است که محققان چینی از میکروسکوپ الکترونی عبوری (Cryo-EM) برای ترسیم ساختار «ACE2» در حالی که به یک انتقال دهنده اسید آمینه به نام «B0AT1» پیوسته بود، استفاده کردند.

دانشمندان همچنین دریافتند که «کووید ۱۹» چگونه ممکن است به ساختار پیچیده دیگری بنام «ACE2-B0AT1» وصل شود.

مطالعه جدید ممکن است به ایجاد داروی ضد ویروس یا یک واکسن کمک کند.

هیچکدام از این ساختارهای مولکولی قبلاً و تاکنون شناسایی نشده بودند و اکنون به احتمال زیاد در تولید داروهای ضد ویروس یا حتی یک واکسن که قادر به مهار کروناویروس با هدف قرار دادن «ACE2» باشد، کمک خواهند کرد.

این مطالعه همچنین نشان داد که «ACE2» باید در یک فرآیند مولکولی قرار بگیرد که در آن با یک مولکول همسان دیگر متصل شود تا بتواند فعال یا به عبارتی عفونی یا مسری شود. مولکول حاصل می‌تواند همزمان دو مولکول کووید ۱۹ پروتئین «S» را به هم وصل کند.

دانشمندان همچنین روش‌های اتصال متفاوت «SARS-CoV-2 RBD» را نسبت به نحوه اتصال سایر ویروس‌های هم خانواده آن بررسی کردند که نشان داد چگونه تغییرات ظریف در دنباله اتصال مولکولی باعث می‌شود ساختار کروناویروس قوی‌تر شود.

دانشمندان نتیجه گرفتند که تحقیقات آنها می‌تواند به تلاش‌های جهانی برای طراحی آنتی بادی‌های جدید سفارشی شده برای هدف قرار دادن «ACE2» یا دیگر پروتئین‌های کروناویروس که مانع از آلودگی به کروناویروس می‌شود، کمک کند.