October 19, 2021
Ilmuwan Ungkap Detail Baru Interaksi Virus Corona SARS-CoV-2 dengan Sel Manusia

Ilmuwan Ungkap Detail Baru Interaksi Virus Corona SARS-CoV-2 dengan Sel Manusia

Virus SARS-CoV-2 menyisipkan dirinya ke dalam membran sel inang manusia menggunakan sebagian kecil protein lonjakannya (kuning), yang disebut peptida fusi. Simulasi komputer mengungkapkan bagian peptida yang paling penting untuk menempel dan dimasukkan ke dalam membran sel. Ilustrasi ini menunjukkan peptida fusi (berwarna biru) saat mendekat, menempel, dan masuk ke dalam membran (coklat, oranye, dan emas). Kredit: Defne Gorgun

Untuk menginfeksi sel, SARS-CoV-2, virus yang menyebabkan COVID-19, perlu memasukkan dirinya ke dalam membran sel manusia; model molekuler baru menunjukkan bagian mana dari SARS-CoV-2 yang penting untuk interaksi itu, mengungkapkan target obat potensial baru.

Jika virus corona adalah kapal kargo, ia perlu mengirimkan isinya ke dermaga untuk menginfeksi pulau tuan rumah. Langkah pertama infeksi akan berlabuh di dermaga, dan langkah kedua adalah menambatkan ke dermaga untuk membawa kapal cukup dekat sehingga bisa membuat papan gang dan membongkar muatan. Sebagian besar perawatan dan vaksin berfokus pada menghalangi kemampuan kapal untuk berlabuh, tetapi langkah selanjutnya adalah target potensial lainnya. Penelitian baru oleh Defne Gorgun, seorang mahasiswa pascasarjana, dan rekan-rekannya di lab Emad Tajkhorshid di University of Illinois membahas rincian molekuler dari langkah kedua ini, yang dapat menginformasikan desain obat yang menghalanginya. Gorgun mempresentasikan penelitiannya pada Pertemuan Tahunan ke-65 Masyarakat Biofisika.

Untuk menginfeksi sel kita, virus penyebab COVID-19, SARS-CoV-2, pertama-tama menempelkan molekul pada permukaan sel kita, tetapi kemudian harus menyatu dengan sel manusia. Sebelum pandemi, Gorgun mempelajari interaksi molekul yang menempel dan dimasukkan ke dalam membran sel, dan ketika COVID-19 mulai menyebar, Gorgun dengan cepat memutar studinya untuk memahami bagaimana SARS-CoV-2 menyatu dengan sel.

Sebuah wilayah kecil dari protein lonjakan luar SARS-CoV-2 yang disebut “peptida fusi,” memasukkan dirinya ke dalam membran sel manusia untuk memulai proses fusi. Para ilmuwan mengetahui lokasi dan perkiraan bentuk peptida fusi; Namun, mereka tidak tahu persis bagaimana ia berinteraksi dengan dan menembus ke dalam membran sel manusia dan apakah akan ada perubahan bentuknya ketika menempel pada membran. Tanpa mengetahui interaksi tiga dimensi antara peptida fusi SARS-CoV-2 dan membran sel, tidak mungkin merancang obat yang secara khusus mengganggu interaksi tersebut.

Dengan menggunakan simulasi komputer, tim menggabungkan apa yang diketahui tentang peptida fusi SARS-CoV-2 dengan struktur tiga dimensi dan perilaku peptida fusi virus corona lainnya dan mensimulasikan interaksinya dengan model membran sel manusia. Simulasi mereka mengungkapkan bagaimana peptida fusi SARS-CoV-2 berinteraksi dengan, dan menembus, membran sel. “Studi kami menunjukkan bagian mana dari peptida fusi yang penting dan bagaimana ia menempel dan berada di membran,” kata Gorgun.

Karena model mereka teoretis, langkah selanjutnya adalah mengulangi eksperimen komputer mereka di laboratorium dengan potongan-potongan SARS-CoV-2 dan membran sel. Tetapi setelah mengungkapkan bagian dari peptida fusi yang mungkin penting untuk fungsinya, eksperimen tersebut kemungkinan akan diselesaikan lebih cepat dan lebih efisien. Setelah itu, kata Gorgun, akan mungkin untuk mulai menguji obat yang mengganggu interaksi dan dapat membantu memblokir SARS-CoV-2 agar tidak berlabuh di sel kita.