Российские учёные нашли новый способ борьбы с вирусами

Объектом исследования учёных была протеаза вируса чёрной оспы (протеазы – специальные ферменты, которые расщепляют связи между аминокислотами в белке). Известно, что она ответственна за структурное перерождение данного вируса в инфекционную форму, то есть как бы включает процесс его активации. А вот как «заводится» она сама, до сих пор было не ясно. Если изучить механизмы, активирующие эту протеазу, и найти способ нарушить их работу, то можно создать лекарство, эффективное против вируса чёрной оспы в его зрелой, заразной форме. Кроме того, такие знания заложили бы основу для разработки принципиально новой антивирусной терапии.

Инициировал эту работу известный учёный, профессор Медицинского исследовательского института им. Сэнфорда и Бернама, некогда окончивший МГУ имени М.В. Ломоносова Александр Стронгин, заслуживший уважение в научном мире прежде всего работами по роли матричных металлопротеаз в метастазировании рака. В соавторах у него был тоже большой авторитет в медицинской науке – профессор того же института Гай Салвесен – пионер в исследовании механизмов апоптоза, то есть процесса, приводящего к запрограммированной смерти клетки. Главным исполнителем был их коллега с российскими корнями, выпускник физфака МГУ Александр Алёшин, к которому в итоге оказалась весьма благосклонна научная фортуна.

«Я начал заниматься этим проектом, потому что надеялся определить кристаллическую структуру протеазы вируса оспы, но мы столкнулись с проблемой её выделения, – рассказывает в интервью STRF.ru Александр Алёшин. – Мы перепробовали множество экспрессионных систем, включая клетки животных, насекомых, бактерий. И мне удалось довольно случайно найти комбинацию условий, при которых вирусная протеаза правильно сворачивалась в клетках. Но когда мы её выделили, она оказалась неактивной. Мне опять же повезло обнаружить следы её активности в присутствии глицерина, известного стабилизатора белковой структуры, и наткнуться на неспецифичный активатор этой протеазы, который работал в одиночку».

В результате учёные охарактеризовали пять разных кофакторов (триггеров), включающих протеазу чёрной оспы: концентрация протеазы; белковая последовательность в субстратном белке около разрезаемой связи; необходимость специальной белковой последовательности вдали от активного центра; узнавание трёхмерной структуры субстратного белка; наличие вирусной ДНК или РНК. Это позволило им собрать in vitro систему, в которой протеаза имеет такую же активность, как и в клетке.

«Теперь мы можем объяснить, как происходит трансформация вируса в активную форму, – отмечает Александр Алёшин. – Это важно для использования данного вируса в биотехнологических целях, например, для доставки лекарств или генов в клетки или для производства вакцин против других вирусов, ну и, наконец, для изготовления лекарств от чёрной оспы».

Данный проект стал первым шагом в изучении этой многофункциональной протеазы, которая, как выяснилось также в ходе настоящего исследования, помимо всего прочего используется и для регулирования внутриклеточных процессов у человека.

Источник информации: A.E. Aleshin, M. Drag, N. Gombosuren et al. Activity, specificity, and probe design for the smallpox virus protease K7L. Journal of Biological Chemistry. 2012. V. 247. No. 47. PP. 39470-39479.