Американські вчені відтворили молекулярну структуру ВІЛу (ФОТО)

За інформацією інтернет-порталу "Кореспондент", біофізики з університету Іллінойса змоделювали молекулярну структуру протеїнової оболонки ВІЛу, що в перспективі дозволить створити більш ефективні препарати для терапії СНІДу.

Дослідники змогли відтворити захисну структуру ВІЛу, застосувавши графічну симуляцію на базі безкоштовного програмного пакету з відкритим кодом.

Для моделювання вчені використовували петафлопний суперомпю’тер Blue Waters, що є одним з найшвидших суперкомп'ютерів у світі. Операційною системою, яка керувала модулями суперкомп'ютера, була Linux.

Для того, щоб відтворити структуру протеїнової оболонки ВІЛу (названу капсидом), вчені виробили деталізовану симуляцію 100 наносекунд молекулярного руху 4 мільйонів атомів, які утворюють 1300 ідентичних білків, складових капсид ВІЛу.

Симуляція молекулярного руху полягає в застосуванні законів руху до окремих атомів. Дослідник моделює дію сил тяжіння і відштовхування між частинками, завдяки яким виникає їхній складний рух. "Обчислювальна потужність, використана для проведення моделювання, стала рекордною за всю історію наукових експериментів - враховувалася взаємодія 64 мільйонів атомів", - повідомив Клаус Шультен, професор фізики університету Іллінойса.

Провести настільки складну симуляцію дослідникам допоміг відкритий програмний пакет для моделювання молекулярної динаміки, що має назву NAMD (Not just Another Molecular Dynamics program). NAMD є власною розробкою лабораторії теоретичної та комп'ютерної біофізики університету штату Іллінойс.

Вже було відомо, що атоми білків, складових капсид ВІЛу, об'єднуються в пента- і гексагональні ланцюжки, надаючи протеїновій оболонці форму, схожу з поверхнею футбольного м'яча. В результаті симуляції за допомогою NAMD, вчені з'ясували, що таких ланцюжків 228, з яких 216 мають гексагональну форму, а 12 - пентагональну.

Відкриття має значення для медицини і фармацевтики, оскільки основною функцією білкової оболонки є захист вірусу при його русі між клітинами. Щойно вірус опинється всередині клітини, білкова оболонка розкривається, тим самим запускаючи руйнівний механізм ВІЛу.

Для інших вірусів вже створюються лікарські препарати, що перешкоджають розкриттю оболонки в клітині або навпаки, передчасно розкривають її поза клітиною, що призводить до пошкодження генетичного матеріалу вірусу. Знання структури оболонки дозволить створити подібні препарати і для боротьби з ВІЛом.

Нагадаємо, у квітні цього року вчені зі США були змушені перервати клінічні випробування вакцини від ВІЛу через її неефективність. У ході клінічних випробувань вчені не знайшли підтвердження й тому, що вакцина знижує вірусне навантаження у ВІЛ-інфікованих, що було однією з цілей її створення.