По мере развития коронавирусной инфекции ожидается, что появятся новые штаммы, которые могут иметь повышенную способность инфицировать своих носителей и уклоняться от их иммунной системы. Первым основным этапом заражения является связывание белка-шипа вируса с рецептором ACE2 на клетках человека.

Специалисты из Пенсильванского университета разработали новую структуру, которая способна с разумной точностью предсказать аминокислотные изменения в белке-шипе, улучшаюшие его связывание с человеческими клетками и придающие вирусу повышенную инфекционность. Данный инструмент может обеспечить компьютерное наблюдение за SARS-CoV-2, а также заблаговременно предупредить о потенциально опасных штаммах, считают авторы работы.

Группа ученых использовала новую двухэтапную вычислительную процедуру для разработки модели, которая позволяет предсказать, какие изменения в аминокислотах могут случиться в рецепторсвязывающем домене (RBD) белка-шипа коронавируса, что может сказаться на его способности связываться с рецепторами ACE2 клеток человека и других животных. Специалисты подчеркивают, что циркулирующие на данный момент включают одну или несколько мутаций, которые привели к аминокислотным изменениям в RBD белка-шипа.

«Эти аминокислотные изменения могли обеспечить преимущества в плане приспособленности и повысить инфекционность с помощью различных механизмов. Повышенное сродство связывания RBD белка-шипа с человеческим рецептором ACE2 является одним из таких механизмов», – заявил ведущий автор работы Суреш Кучипуди. Ученый пояснил, что связывание спайкового белка с рецептором ACE2 является первым и главным шагом на пути проникновения вируса в клетку, передает UfacityNews.ru со ссылкой на MedicalXpress.

Изначально эксперты изучили предсказательную силу метода, который получил название «анализ общей площади борной поверхности на основе молекулярной механики» (MM-GBSA), для количественной оценки степени связывания RBD с ACE2. MM-GBSA суммирует несколько типов энергетических вкладов, которые связаны с «прилипанием» RBD вируса к рецептору ACE2 человека. Используя данные уже действующих вариантов, ученые обнаружили, что данный метод только частично позволяет предсказать степень связывания RBD вируса с ACE2.

Поэтому эксперты проанализировали использование энергетических условий из анализа MM-GBSA в качестве характеристик в регрессионной модели нейронной сети. Оказалось, что они могут с точностью свыше 80% спрогнозировать, улучшают или ухудшают степень связывания конкретные аминокислотные изменения в исследуемом наборе данных.

Кроме того, модель позволила предречь силу связывания различных уже фиксирующихся ранее аминокислотных изменений SARS-CoV-2 в штаммах «Альфа», «Бета», «Гамма» и «Дельта». Это позволит обеспечить вычислительные средства для прогнозирования такого сродства в еще не открытых штаммах.

Ранее UfaTime.ru писал, что у пациентов с коронавирусом обнаружили дефицит витамина D.