1. Как устроен вирус?
Вирус COVID 19 состоит из нуклеиновой кислоты, в данном случае РНК (RNA), которая заключена в оболочку из глюкопротеинов сферической формы с характерными шипами. Для простоты мы будем считать, что оболочка состоит из белков. Их четыре типа - Е, М, N и S. Самый важный - S-протеин (он же spike protein).
2. Как вирус попадает в организм?
Главный элемент вируса, от которого зависит его попадание в организм - спайк протеин. Его функция - "связывание" вируса с элементом организма, через который вирус может в него проникнуть. В случае коронавируса это белковый рецептор ACE-2 - рецептор, регулирующий работу одного из важнейших ферментов организма - ангиотензина.
3. Как происходит "связывание" спайк протеина вируса с рецептором?
Белок спайк протеина представляет из себя подобие спирали. Она состоит из аминокислот. От каркаса спирали отходят фрагменты аминокислот - фрагменты молекулы различной структуры. Когда вирус приближается к рецептору, спираль спайк протеина вируса может войти в спираль белка поверхности рецептора. Это первый этап. Если при этом боковые фрагменты обеих спиралей могут связаться друг с другом, образуется достаточно прочная общая структура вируса с рецептором организма. Это позволят проникновение вирусной РНК во внутрь клетки организма.
4. Мутации вируса
Для идеального связывания обе спирали должны совпадать по размерам и боковые фрагменты должны совпадать по химическому строению. В определенных участках спираль вирусного белка может плохо входить в спиталь белка рецептора, так как боковой фрагмент может мешать. Тогда вирус может заменить эту конкретную аминокислоту на другую. Например, весной этого года была обнаружена и подтверждена мутация вируса под названием D614G.
5. Что означает мутация D614G?
Это означает замену аминокислоты спайк протеина в положении 614 с аспарагиновой кислоты на глицин. Аспарагиновая кислота имеет специфический боковой фрагмент, который легко взаимодействует с некоторыми аминокислотами белка рецептора, такими как лизин, аргинин и т.д. Но, очевидно, в этом месте спираль потеряла гибкость. С заменой аспарагиновой кислоты на глицин спираль белка вируса приобрела гибкость в этом участке, что позволило ей легче заходить в спираль белка рецептора. Но при этом был утерян важный участок для связывания двух белков. То есть вирусу стало легче входить в рецептор, но труднее связываться. Это привело к уменьшению его способности заражать организм, так как элементам иммунной системы стало легче его нейтрализовать.
(с)
