Высокоинфекционный вариант SARS-CoV-2, недавно появившийся в Южной Африке, известный как B.1.351, ученые задаются вопросом, как можно улучшить существующие вакцины и методы лечения COVID-19, чтобы обеспечить надежную защиту. Теперь исследователи, сообщающие в журнале ACS ‘Journal of Medicinal Chemistry, использовали компьютерное моделирование, чтобы выявить, что одна из трех мутаций, вызывающих вариант B.1.351, отличающийся от исходного SARS-CoV-2, снижает связывание вируса с клетками человека, но потенциально позволяет ему ускользать от некоторых антител.
Поскольку оригинальный SARS-CoV-2 был впервые обнаружен в конце 2019 года, появилось несколько новых вариантов, в том числе из США.K., ЮАР и Бразилия. Поскольку новые варианты, по-видимому, являются более передающимися и поэтому быстро распространяются, многие люди обеспокоены тем, что они могут подорвать существующие вакцины, терапию антителами или естественный иммунитет. Вариант Б.1.351 несет две мутации (N501Y и E484K), которые могут усиливать связывание между рецепторсвязывающим доменом (RBD) шипового белка коронавируса и рецептором ACE2 человека. Однако третья мутация (K417N; мутация лизина в аспарагин в положении 417) вызывает недоумение, поскольку устраняет благоприятное взаимодействие между RBD и ACE2. Поэтому Бинкуан Луан и Тьен Хюинь из IBM Research хотели изучить потенциальные преимущества мутации K417N, которая могла вызвать развитие коронавируса по этому пути.
Исследователи использовали моделирование молекулярной динамики, чтобы проанализировать последствия мутации K417N в варианте B.1.351. Во-первых, они смоделировали связывание между исходным SARS-CoV-2 RBD и ACE2, а также между RBD и CB6, которое представляет собой нейтрализующее SARS-CoV-2 антитело, выделенное от выздоровевшего пациента с COVID-19. Они обнаружили, что исходная аминокислота, лизин, в положении 417 в RBD сильнее взаимодействовала с CB6, чем с ACE2, что согласуется с терапевтической эффективностью антитела на животных моделях. Затем команда смоделировала связывание с вариантом K417N, которое изменяет этот лизин на аспарагин. Хотя эта мутация снизила силу связывания между RBD и ACE2, она уменьшила связывание RBD с CB6 и некоторыми другими человеческими антителами в гораздо большей степени. Таким образом, вариант B.1.351, по-видимому, пожертвовал прочным связыванием с ACE2 на этом сайте ради способности уклоняться от иммунной системы. По словам исследователей, эта информация может оказаться полезной для ученых, поскольку они работают над усилением защиты существующих вакцин и методов лечения.