Veda a výskum

Príspevky členov Učenej spoločnosti Slovenska

POHĽAD NA COVID-19 Z HĽADISKA GLYKOBIOLÓGIE

RNDr. Peter Biely, DrSc.

Chemický ústav SAV

Sacharidy, cukry, sú popri nukleových kyselinách a bielkovinách ďalšie významné zložky živých systémov, ktoré okrem nutričnej a štruktúrnej funkcie plnia aj úlohu komunikačných molekúl. Interakcie cukrov s bielkovinami sú súčasťou celého radu biologických procesov, ale žiaľ aj patologických. Nie je tomu inak ani v prípade glykozylovaných koronavírusov, medzi ktoré patrí aj COVID-19, na povrchu posiaty výbežkami dlhších a kratších transmembránových proteínov. Nápadný trimér S-proteínu, angl. „spike protein“ (Obr. 1), ktorému sa pripisuje úloha v adhézii na peptidázy hostiteľa, má 78 glykozylačných miest, a všetky sú obsadené glykanmi, t.j. zoskupeniami 6 ža 14 sacharidov. Cukry pokrývajú S-bielkovinu ako krunier alebo kamufláž, čím chránia vírus pred obrannými mechanizmami hostiteľa (Obr. 2).
V článkoch o COVID-19 sa pozornosť sacharidom príliš nevenuje, a to napriek tomu, že u predošlých koronavírusov MERS-CoV, HCoV-OC43 a BoCoA je popísaná interakcia vírusových častíc s povrchovými glykanmi buniek hostiteľa, ktorá predchádza fúzii. Uvedené koronavírusy a aj COVID-19 majú vo svojich membránových bielkovinách domény rozpoznávajúce sacharidy hostiteľa. Jedna je súčasťou hemaglutinínovej esterázy vírusu, ktoré rozpoznáva derivát kyseliny sialovej, kým druhá, ktorá je súčasťou S-proteínu, rozpoznáva na glykanoch hostiteľa galaktózu.
Z uvedeného vyplýva, že príprava vakcín vzhľadom na pestrý glykanový povlak S-proteínu nemusí byť jednoduchá záležitosť. Našťastie vakcíny sa vyvíjajú aj na báze mRNA vírusu. K vývoju terapeutík a profylaktík proti COVID-19 by mohli prispieť štúdie, v ktorých by sa objasnili interakcie glykanových sacharidov a bielkovín vírusu a hostiteľa, ktoré sa uplatňujú v prvom kontakte tohto vírusu s hostiteľom a asociáciu proteínu S s peptidázami podmieňujú. Ich blokovanie syntetickými mnohofunkčnými glykomimetikami typu glyko-dendrimérov a nanočasticami pokrytými sacharidovými ligandmi, je možnou alternatívou.

Image1

Obr. 1. Schéma znázorňujúca štruktúru koronavírusu COVID-19.

 

Image2

Obr. 2. Model štruktúry triméru membránového proteinu S koronavírusu COVID-19 bez glykanov (A)a s glykanmi (B). Prebraté z literatúry (Chem. Listy 114, 493-495 (2020), (http://www.chemicke-listy.cz/ojs3/index.php/chemicke-listy/article/view/3647/3584).