Исследование связывания N-концевых фрагментов ACE2 с RBD шипового белка SARS-CoV-2

Коронавирусное заболевание 2019 года (COVID-19) представляет собой формирующийся глобальный кризис в области здравоохранения. На сегодняшний день подтверждено более 7 миллионов случаев заболевания, и пандемия продолжает распространяться, стимулируя исследования, направленные на разработку вакцин и методов терапии. SARS-CoV-2 — новый коронавирус, вызывающий это заболевание. Он инициирует проникновение в клетки человека, связываясь с ангиотензинпревращающим ферментом 2 (ACE2) посредством рецептор-связывающего домена (RBD) своего шипового белка (S). Нарушение связывания RBD SARS-CoV-2 с ACE2 с помощью специально разработанных лекарственных средств потенциально может препятствовать проникновению вируса в клетки человека, открывая новое направление терапевтического вмешательства. Пептидные связывающие молекулы представляют собой привлекательный подход к ингибированию взаимодействия RBD–ACE2, поскольку они способны адекватно покрывать протяжённую поверхность контакта белков. С помощью моделирования молекулярной динамики, основанного на недавно полученной методом криоэлектронной микроскопии (крио-ЭМ) структуре ACE2 в комплексе с RBD SARS-CoV-2, мы установили, что α1-спираль пептидазного домена (PD) ACE2 важна для связывания RBD SARS-CoV-2. С использованием автоматизированного проточного синтеза пептидов мы химически синтезировали 23-членный пептидный фрагмент α1-спирали PD ACE2 (SBP1), полностью состоящий из протеиногенных аминокислот. Химический синтез SBP1 был завершён за 1,5 часа; после обработки и выделения было получено более 20 миллиграммов чистого материала. Биослойная интерферометрия (BLI) показала, что SBP1 связывается с белком RBD SARS-CoV-2, полученным из клеток насекомых и приобретённым у Sino Biological, с микромолярным сродством. Связывание SBP1 с заметной степенью не наблюдалось ни с белками RBD SARS-CoV-2, экспрессированными в клетках HEK, ни с вариантами, полученными из клеток насекомых и приобретёнными у других поставщиков. Кроме того, конкурентные эксперименты методом BLI показали, что SBP1 не вытесняет ACE2 из комплекса с RBD SARS-CoV-2, полученным из клеток насекомых и поставленным Sino Biological. В настоящее время проводятся дальнейшие исследования молекулярных и структурных факторов, определяющих различия в характере связывания с вариантами белка RBD SARS-CoV-2, полученными из разных источников.