Coronavirus – Qué estamos haciendo y cómo puede ayudar

Las proteínas son máquinas moleculares que realizan muchas funciones que asociamos con la vida. Perciben el entorno (p. Ej., En el gusto y el olfato), realizan trabajos (p. Ej., Contracción muscular y descomposición de los alimentos) y desempeñan funciones estructurales (p. Ej., El cabello). Están formados por una cadena lineal de productos químicos llamados aminoácidos que, en muchos casos, se \”pliegan\” espontáneamente en estructuras compactas y funcionales. Al igual que cualquier otra máquina, es cómo se organizan y mueven los componentes de una proteína lo que determina la función de la proteína. En este caso, los componentes son átomos.

Los virus también tienen proteínas que usan para suprimir nuestro sistema inmunológico y reproducirse.

Para ayudar a abordar el coronavirus, queremos entender cómo funcionan estas proteínas virales y cómo podemos diseñar terapias para detenerlas.

Existen muchos métodos experimentales para determinar las estructuras de proteínas. Si bien son extremadamente poderosos, solo revelan una sola instantánea de la forma habitual de una proteína. Pero las proteínas tienen muchas partes móviles, por lo que realmente queremos ver la proteína en acción. Las estructuras que no podemos ver experimentalmente pueden ser la clave para descubrir una nueva terapéutica.

Usando el fútbol como una analogía para la situación experimental, es como si solo pudieras ver a los jugadores alineados para el snap (el único arreglo en el que los jugadores pasan la mayor parte del tiempo) y estuvieran ciegos por el resto del juego.

Ver una sola estructura de una proteína (izquierda) es como ver a los jugadores alineados para el snap en el fútbol. Información importante, pero también falta mucho. La estructura de la proteína muestra una esfera para cada átomo (azul) y flechas rojas que resaltan el sitio de unión de un fármaco en esta proteína.

Nuestra especialidad es utilizar simulaciones por computadora para comprender las partes móviles de las proteínas. Observar cómo los átomos de una proteína se mueven entre sí es importante porque captura información valiosa que es inaccesible por cualquier otro medio.

Tomando las estructuras experimentales como puntos de partida, podemos simular cómo se mueven todos los átomos en la proteína, completando efectivamente el resto del juego que los experimentos fallan.

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Una película que captura cómo se muestra la proteína antes de los movimientos es como ver todo el partido de fútbol. En este caso, vemos una forma de bolsillo que estaba ausente en la estructura experimental.

Hacerlo puede revelar nuevas oportunidades terapéuticas. Por ejemplo, en nuestro reciente artículo, simulamos una proteína del virus Ébola que generalmente se considera ‘no controlable’ porque las instantáneas de los experimentos no tienen sitios obvios que se puedan tratar. Pero, nuestras simulaciones descubrieron una estructura alternativa que tiene un sitio tratable. Es importante destacar que luego realizamos experimentos que confirmaron nuestra predicción computacional, y ahora estamos buscando medicamentos que se unan a este sitio de unión recién descubierto.

La estructura experimental de una proteína de Ebola no tiene sitios obvios que se puedan tratar (no hay bolsillos profundos entre los átomos que se muestran como esferas). Nuestras simulaciones capturaron un movimiento que crea un sitio potencialmente tratable en esta proteína Ebola. En lugar de mostrar esferas para cada átomo, esta caricatura muestra una cinta que traza la cadena lineal de aminoácidos (químicos) de la que está hecha la proteína.

Queremos hacer lo mismo con el coronavirus.

Difundiendo el conocimiento, Código abierto

Cuando terminamos nuestro análisis, cargamos los datos aquí:

También ponemos a disposición del público todos los datos, para que otras personas que trabajan en el campo puedan verificar nuestro análisis y cualquiera con nuevos métodos (por ejemplo, el siempre en crecimiento análisis de datos de aprendizaje automático) puede verlos en cualquier momento: https://osf.io/2h6p4/wiki/home/ y https://osf.io/dp4cb/wiki/home/

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