Varian mutan Coronavirus: Apa itu protein lonjakan dan mengapa itu sangat penting?

Pada fase akut respon imun, para peneliti mengamati tingkat antibodi yang lebih tinggi pada subjek dengan penyakit yang lebih parah. Kredit gambar: fotograzia / Getty Images

Munculnya varian baru virus corona telah memicu minat baru pada bagian virus yang dikenal sebagai protein lonjakan. Varian baru membawa beberapa perubahan aneh pada protein lonjakan jika dibandingkan dengan varian lain yang terkait erat – dan itulah salah satu alasan mengapa ini lebih memprihatinkan daripada lainnya, perubahan tidak berbahaya pada virus yang telah kita amati sebelumnya. Mutasi baru dapat mengubah biokimia lonjakan dan dapat memengaruhi seberapa mudah menularnya virus.

Protein lonjakan juga merupakan dasar arus COVID-19 vaksin, yang berusaha menghasilkan tanggapan kekebalan terhadapnya. Tapi apa sebenarnya protein lonjakan itu dan mengapa itu sangat penting?

Penjajah sel

Dalam dunia parasit, banyak bakteri atau jamur patogen dapat bertahan hidup sendiri tanpa menginfeksi sel inang. Tapi virus tidak bisa. Sebaliknya, mereka harus masuk ke dalam sel untuk bereplikasi, di mana mereka menggunakan mesin biokimia sel itu sendiri untuk membangun partikel virus baru dan menyebar ke sel atau individu lain.

Sel-sel kita telah berevolusi untuk menangkal gangguan semacam itu. Salah satu pertahanan utama kehidupan seluler terhadap penyerang adalah lapisan luarnya, yang terdiri dari lapisan lemak yang menahan semua enzim, protein, dan DNA yang membentuk sel. Karena sifat biokimia lemak, permukaan luarnya bermuatan sangat negatif dan bersifat repellent. Virus harus melewati penghalang ini untuk mendapatkan akses ke sel.

Seperti kehidupan seluler, virus corona Mereka sendiri dikelilingi oleh membran lemak yang dikenal sebagai amplop. Untuk masuk ke dalam sel, virus yang diselimuti menggunakan protein (atau glikoprotein karena mereka sering ditutupi oleh molekul gula yang licin) untuk menggabungkan membrannya sendiri dengan membran sel dan mengambil alih sel.

Protein lonjakan virus corona es adalah salah satu glikoprotein virus. Virus Ebola punya satu, virus influenza punya dua, dan virus herpes simplex punya lima.

(Baca juga: Mutant virus corona strain ditemukan di Inggris: Apakah lebih berbahaya, apa artinya vaksin, dan FAQ lainnya dijawab)

Arsitektur paku

Protein lonjakan terdiri dari rantai linier 1.273 asam amino, terlipat rapi menjadi sebuah struktur, yang bertabur hingga 23 molekul gula. Protein lonjakan suka menempel bersama dan tiga molekul lonjakan terpisah mengikat satu sama lain untuk membentuk unit fungsional “trimerik”.

Lonjakan dapat dibagi lagi menjadi unit fungsional yang berbeda, yang dikenal sebagai domain, yang memenuhi fungsi biokimia yang berbeda dari protein, seperti mengikat ke sel target, menyatu dengan membran, dan membiarkan lonjakan menempel pada selubung virus.

Protein lonjakan SARS-CoV-2 menempel pada partikel virus yang berbentuk bulat kasar, tertanam di dalam amplop dan memproyeksikan ke luar angkasa, siap untuk menempel pada sel yang tidak curiga. Diperkirakan ada sekitar 26 pemangkas lonjakan per virus.

Salah satu unit fungsional ini mengikat protein di permukaan sel kita yang disebut ACE2, memicu penyerapan partikel virus dan akhirnya fusi membran. Lonjakan juga terlibat dalam proses lain seperti perakitan, stabilitas struktural, dan penghindaran kekebalan.

Virus corona varian mutan Apa itu spike protein dan mengapa itu sangat penting “width =” 640 “height =” 362 “/>

Struktur dan tampilan penampang Manusia virus corona . Ini menunjukkan penggambaran bentuk virus corona serta tampilan penampang. Gambar menunjukkan elemen utama termasuk protein Spike S, protein HE, amplop virus, dan RNA heliks. Kredit gambar: Wikipedia

Vaksin vs protein lonjakan

Mengingat betapa pentingnya lonjakan protein bagi virus, banyak vaksin atau obat antivirus yang ditargetkan untuk glikoprotein virus.

Untuk SARS-CoV-2, vaksin yang diproduksi oleh Pfizer / BioNTech dan Moderna memberikan instruksi kepada sistem kekebalan kita untuk membuat protein lonjakan versi kita sendiri, yang terjadi segera setelah imunisasi. Produksi lonjakan di dalam sel kita kemudian memulai proses antibodi pelindung dan produksi sel T.

Salah satu ciri yang paling mengkhawatirkan dari lonjakan protein SARS-CoV-2 adalah bagaimana ia bergerak atau berubah seiring waktu selama evolusi virus. Dikodekan dalam genom virus, protein dapat bermutasi dan mengubah sifat biokimianya saat virus berkembang.

Kebanyakan mutasi tidak akan menguntungkan dan menghentikan kerja protein lonjakan atau tidak berpengaruh pada fungsinya. Tetapi beberapa mungkin menyebabkan perubahan yang memberikan versi baru virus keuntungan selektif dengan membuatnya lebih mudah menular atau menular.

Salah satu cara ini bisa terjadi adalah melalui mutasi pada bagian protein lonjakan yang mencegah antibodi pelindung mengikatnya. Cara lain adalah dengan membuat paku “lebih lengket” untuk sel kita.

Inilah sebabnya mengapa mutasi baru yang mengubah cara fungsi lonjakan menjadi perhatian khusus – mutasi tersebut dapat memengaruhi cara kita mengendalikan penyebaran SARS-CoV-2. Varian baru ditemukan di Inggris dan tempat lain memiliki mutasi di seluruh lonjakan dan di bagian protein yang terlibat untuk masuk ke dalam sel Anda.

Eksperimen harus dilakukan di lab untuk memastikan jika – dan bagaimana – mutasi ini mengubah lonjakan secara signifikan, dan apakah tindakan pengendalian kami saat ini tetap efektif.

Artikel ini diterbitkan ulang dari The Conversation di bawah lisensi Creative Commons. Membaca artikel asli.