لماذا تحتاج الفيروسات إلى بروتين سبايك؟

في عالم الطفيليات العديد من البكتيريا أويمكن أن تعيش مسببات الأمراض الفطرية بمفردها دون إصابة الخلايا المضيفة. لكن الفيروسات لا تستطيع ذلك. بدلاً من ذلك ، يجب أن يدخلوا الخلايا لتتكاثر ، حيث يستخدمون آلاتهم البيوكيميائية الخاصة بهم لإنشاء جزيئات فيروسية جديدة وتنتشر إلى خلايا أو أفراد آخرين. مثل حياة الخلية ، فيروسات كورونا نفسها محاطة بغشاء دهني. للدخول إلى داخل الخلية ، يستخدمون البروتينات (أو البروتينات السكرية ، لأنها غالبًا ما تكون مغطاة بجزيئات السكر الزلقة) لدمج غشاءهم مع غشاء الخلية وبالتالي الاستيلاء على الخلية. أحد هذه البروتينات السكرية الفيروسية هو البروتين الشائك لفيروسات كورونا. نظرًا لظهور سلالات جديدة من فيروس كورونا SARS-CoV-2 ، فقد زاد اهتمام الجمهور العام ببروتين السنبلة بشكل كبير. اتضح أن المتغيرات الجديدة من COVID-19 تحمل العديد من التغييرات المحددة في بروتين سبايك مقارنة بالمتغيرات الأخرى ذات الصلة الوثيقة.

نموذج لبروتين الارتفاع السطحي الذي يستخدمه فيروس SARS-CoV-2 لإصابة الخلايا البشرية.

بروتينات سبايك

واحدة من الخصائص البيولوجية الرئيسيةفيروس كورونا SARS-CoV-2 ، مثله مثل بعض الفيروسات الأخرى ، هو وجود بروتينات سبايك تسمح لهذه الفيروسات بدخول الخلايا المضيفة وتسبب العدوى. عادةً ما يتكون الغلاف الفيروسي لفيروسات كورونا من ثلاثة بروتينات تشمل بروتين الغشاء (م) ، بروتين شل (ه) و بروتين سبايك (س).

يتكون بروتين S أو بروتين سبايك من 1160-1400الأحماض الأمينية ، حسب نوع الفيروس. مقارنة بالبروتينات M و E ، اللتين تشاركان بشكل أساسي في تجميع الفيروس ، يلعب البروتين S دورًا مهمًا في الدخول إلى الخلايا المضيفة وبدء العدوى. يُشار إلى أن وجود بروتينات S على فيروسات كورونا هو الذي يؤدي إلى ظهور نتوءات شبيهة بالصلب على سطحها.

يلاحظ الخبراء أن بروتينات S من فيروسات كورونايمكن تقسيمها إلى وحدتين فرعيتين وظيفيتين مهمتين ، والتي تشمل الوحدة الفرعية N-terminal S1 ، والتي تشكل الرأس الكروي للبروتين S ، والمنطقة C- الطرفية S2 ، التي يتم إدخالها مباشرة في الغلاف الفيروسي. عند التفاعل مع خلية مضيفة محتملة ، تتعرف الوحدة الفرعية S1 على المستقبلات الموجودة في الخلية المضيفة وترتبط بها ، بينما تكون الوحدة الفرعية S2 ، وهي أكثر مكونات البروتين S محفوظة ، مسؤولة عن اندماج الغلاف الفيروسي مع غشاء الخلية المضيفة.

SARS-CoV-2 شخصيًا.

مثير للاهتمام: لقاح Sputnik-V الروسي فعال وآمن

يشار إلى أنه بدون بروتين S تشبه الفيروساتلن يتفاعل SARS-CoV-2 أبدًا مع خلايا المضيفين المحتملين مثل الحيوانات والبشر. لهذا السبب ، يعد البروتين S هدفًا مثاليًا لأبحاث اللقاحات والأدوية المضادة للفيروسات. بالإضافة إلى دوره في الخلية ، فإن بروتين S من الفيروسات ، ولا سيما COVID-19 ، هو المحفز الرئيسي لتحييد الأجسام المضادة (nAbs). NABS هي أجسام مضادة واقية ينتجها بشكل طبيعي جهاز المناعة لدينا.

سبايك البروتين واللقاحات

تطورت خلايانا لتعكسغزو ​​الفيروسات. إن أحد الدفاعات الرئيسية لحياة الخلية ضد الغزاة هو غلافها الخارجي ، والذي يتكون من طبقة دهنية تحتوي على جميع الإنزيمات والبروتينات والحمض النووي التي تتكون منها الخلية. بسبب الطبيعة البيوكيميائية للدهون ، فإن السطح الخارجي يصد الفيروسات بقوة ، والتي يجب أن تتغلب على هذا الحاجز للوصول إلى الخلية.

النظر في مدى أهمية بروتين سبايكالفيروس ، فإن عمل العديد من اللقاحات أو الأدوية المضادة للفيروسات يستهدف البروتينات السكرية الفيروسية. لقاحات SARS-CoV-2 التي تنتجها شركة Pfizer / BioNTech و Moderna ترشد أجهزتنا المناعية إلى صنع نسختها الخاصة من بروتين سبايك ، والذي يحدث بعد وقت قصير من التحصين. يؤدي إنتاج بروتين سبايك داخل خلايانا إلى إنتاج الأجسام المضادة والخلايا التائية الواقية.

يحتوي فيروس إيبولا على بروتين واحد ، وفيروس الأنفلونزا له اثنان ، وفيروس الهربس البسيط خمسة.

يتغير الفيروس الذي يسبب COVID-19 بمرور الوقت. مثل الفيروسات الأخرى.

وفقا للمحادثة ، واحدة من أكثرمن السمات المهمة لبروتين ارتفاع SARS-CoV-2 كيف يتحرك أو يتغير بمرور الوقت أثناء تطور الفيروس. يمكن للبروتين المشفر في الجينوم الفيروسي أن يتحور ويغير خصائصه الكيميائية الحيوية مع تطور الفيروس.

معظم الطفرات ليست مفيدة وأيًا منهماتوقف عمل بروتين سبايك او لا تؤثر على وظيفتها. لكن بعضها يمكن أن يتسبب في تغييرات تمنح الإصدار الجديد من الفيروس ميزة انتقائية ، مما يجعله أكثر قابلية للانتقال أو العدوى. إحدى الطرق التي يمكن أن يحدث بها ذلك هي من خلال طفرة في جزء من بروتين سبايك الذي يمنع الأجسام المضادة الواقية من الارتباط به. طريقة أخرى هي جعل الأشواك "أكثر لزوجة" بخلايانا.

هل تريد أن تكون على اطلاع دائم بآخر أخبار عالم العلوم الشعبية والتقنيات العالية؟ اشترك في قناة Telegram الإخبارية. هناك سوف تجد إعلانات عن آخر أخبار موقعنا!

هذا هو سبب الطفرات الجديدة التي تغير الوظائفيعتبر بروتين سبايك أو بروتين S مصدر قلق خاص - يمكن أن يؤثروا على كيفية التحكم في انتشار SARS-CoV-2. تم اكتشاف متغيرات جديدة مؤخرًا في المملكة المتحدة وجنوب إفريقيا بها طفرات في أجزاء من بروتين S تشارك في الدخول إلى خلاياك. ستساعد الأبحاث والتجارب المعملية الإضافية العلماء على معرفة ما إذا كانت هذه الطفرات - وكيف - تغير بشكل كبير بروتين السنبلة ، وما إذا كانت تدابير التحكم الحالية لدينا تظل فعالة.