Вплив структури та фізичних властивостей ліпідної мембрани на розвиток вірусної інфекції
Назва конкурсу: Конкурс НФДУ "Наука для безпеки людини та суспільства"
Реєстраційний номер проєкту: 2020.01/0103
Терміни реалізації проєкту: з
до
Тип дослідження (розробки): прикладні наукові дослідження
Галузь науки: Біотехнології та біоінженерія
Пріоритетний напрям розвитку науки і техніки: науки про життя, нові технології профілактики та лікування найпоширеніших захворювань
Науковий напрям за конкурсом: За напрямами досліджень, пов’язаних із біобезпекою, біомедициною, екологією, кібернетичною та інформаційною безпекою, із відповіддю на економічні, соціальні, гуманітарні виклики в умовах природних та техногенних надзвичайних ситуацій, а також з подоланням
Установа/організація: Київський національний університет імені Тараса Шевченка
Відомча підпорядкованість установи: Міністерство освіти і науки України
Кількість докторів наук : 3
Кількість кандидатів наук: 2
У тому числі молоді вчені: 0
Кількість допоміжного персоналу: 1
Середній бал за експертною оцінкою: 84.80
Ключові слова: COVID19, коронавіруси, нейтронне та рентгенівське розсіювання, ACE2 рецептор, вірусний спайк протеїн, ліпідна динаміка, ліпідні рафти, механічні властивості мембран, взаємодія вірусу з клітиною
Результати проєкту: Методом молекулярної динаміки проведено комп’ютерне моделювання
впливу домішок (мелатонін, холестерин, білкові молекули) на структурні
властивості модельної ліпідної мембрани на основі
диміристоїлфосфатидилхоліну (ДМФХ). Оцінено залежність структурних
параметрів модельної ліпідної мембрани, утвореної подвійним шаром молекул
ДМФХ, у складі водної рідинної системи від вмісту домішок. Досліджено вплив
S-протеїну («шипа») коронавірусу SARS-CoV-2 на структурні параметри
модельної ліпідної мембрани на модельних системах на основі ДМФХ з
домішками холестерину або мелатоніну в різних концентраціях.
Проведено експериментальне дослідження структурних особливостей
взаємодії білкових молекул з модельними ліпідними мембранами методами
малокутового розсіяння нейтронів та коливальної спектроскопії. Порівнювались
структурні параметри наступних систем: водний розчин ДМФХ без домішок,
розчин ДМФХ з додаванням білкових молекул (RBD SARS-CoV-2), розчини
ДМФХ до дадаванням 15% та 30% мелатоніну або холестерину, системи ДМФХ
+ 30% мелатоніну або холестерину + RBD SARS-CoV-2.
Показано, що збільшення концентрації мелатоніну в ліпідній мембрані
призводить до зменшення товщини ліпідного бішару, а збільшення концентрації
холестерину, навпаки, призводить до збільшення товщини ліпідного бішару
незалежно від фазового стану ліпідної системи. Виявлено також, що взаємодія
активної частини S-протеїну відбувається навіть при відсутності в модельній
системі трансмембранного білка АСЕ2, тобто саме з головними частинами
мембрани. Зроблено припущення, що збільшення концентрації мелатоніну в
мембрані запобігає взаємодії коронавірусного S-протеїну з ліпідною мембраною.
За присутності домішок холестерину в системі взаємодія ліпідної мембрани з
активною частиною S-протеїну відбувається залежно від фазового стану ліпіду.
впливу домішок (мелатонін, холестерин, білкові молекули) на структурні
властивості модельної ліпідної мембрани на основі
диміристоїлфосфатидилхоліну (ДМФХ). Оцінено залежність структурних
параметрів модельної ліпідної мембрани, утвореної подвійним шаром молекул
ДМФХ, у складі водної рідинної системи від вмісту домішок. Досліджено вплив
S-протеїну («шипа») коронавірусу SARS-CoV-2 на структурні параметри
модельної ліпідної мембрани на модельних системах на основі ДМФХ з
домішками холестерину або мелатоніну в різних концентраціях.
Проведено експериментальне дослідження структурних особливостей
взаємодії білкових молекул з модельними ліпідними мембранами методами
малокутового розсіяння нейтронів та коливальної спектроскопії. Порівнювались
структурні параметри наступних систем: водний розчин ДМФХ без домішок,
розчин ДМФХ з додаванням білкових молекул (RBD SARS-CoV-2), розчини
ДМФХ до дадаванням 15% та 30% мелатоніну або холестерину, системи ДМФХ
+ 30% мелатоніну або холестерину + RBD SARS-CoV-2.
Показано, що збільшення концентрації мелатоніну в ліпідній мембрані
призводить до зменшення товщини ліпідного бішару, а збільшення концентрації
холестерину, навпаки, призводить до збільшення товщини ліпідного бішару
незалежно від фазового стану ліпідної системи. Виявлено також, що взаємодія
активної частини S-протеїну відбувається навіть при відсутності в модельній
системі трансмембранного білка АСЕ2, тобто саме з головними частинами
мембрани. Зроблено припущення, що збільшення концентрації мелатоніну в
мембрані запобігає взаємодії коронавірусного S-протеїну з ліпідною мембраною.
За присутності домішок холестерину в системі взаємодія ліпідної мембрани з
активною частиною S-протеїну відбувається залежно від фазового стану ліпіду.
УЧАСНИКИ ПРОЄКТУ
Керівник проєкту: Булавін Леонід Анатолійович Термін у проєкті: -