Neutroner afslører skjulte hemmeligheder ved hepatitis C -virussen

Hepatitis C -virus (HCV) er en blodfødt virus, der forårsager leversygdom og kræft, med mere end 300, 000 mennesker dør hvert år og 71 millioner mennesker, der lever med en kronisk infektion på verdensplan. Mens antivirale lægemidler i øjeblikket bruges, der er ingen vaccination i øjeblikket, og bivirkninger kan resultere i en forkert diagnose.

I søgen efter at finde nye terapier mod HCV, forskere har kigget på membranproteinet p7, som spiller en central rolle i frigivelsen af ​​virussen, for svar. Imidlertid, der er få data til rådighed, og den krystallografiske struktur af proteinet er endnu ikke blevet løst.

Nylige undersøgelser ved hjælp af neutroner har ført til udviklingen af ​​en ny metode til at studere proteinets integration og struktur i et naturligt biologisk membranmiljø. Et samarbejde mellem Synthelis SAS, University Grenoble Alpes, og Institute Laue-Langevin (ILL) gjorde det muligt for forskere at observere strukturen af ​​et funktionelt p7-proteinkompleks fra HCV for første gang inden for et fysiologisk relevant lipid-dobbeltlag, i nanoskala opløsning.

At gøre dette, forskerne udførte neutronreflektometri (NR) på FIGARO, et tidspunkt for flyvningsrefleksometer på verdens flagskibscenter for neutronvidenskab, ILL i Grenoble, Frankrig. Momentumoverførselsintervaller på 0,008> qz> 0,2 Å-1 og mindste reflektivitet på R ~ 5x10-7 blev målt ved hjælp af bølgelængder λ =2-20 Å, to forekomstvinkler og en dqz/qz -opløsning på 10%.

Det Naturvidenskabelige rapporter undersøgelse fandt ud af, at p7 -proteinet fra HCV samles i lipidmembranen til oligomerer, der har form af en tragt. Den koniske form angiver en foretrukken proteinorientering, afslører en specifik proteinindsættelsesmekanisme, og hjælper med at skitsere potentielle målmekanismer for fremtidig lægemiddeludvikling.

Da membranprotein dysfunktion også er korreleret med en lang række sygdomme, dette fremskridt inden for metoder til at analysere membranproteiner i deres oprindelige tilstand, i atomskala, har også potentiale til at hjælpe med at understøtte nye terapeutiske tilgange på andre områder, såsom til udvikling af antistoffer mod HIV.

Erik Watkins, tidligere ILL FIGARO instrumentforsker, sagde:"Denne nye tilgang er en enkel og effektiv metode, der supplerer andre strukturelle og mere komplekse teknikker såsom NMR og krystallografi. Dette har vist sig at være et stærkt værktøj til at karakterisere proteinkonformationen i dets naturlige miljø, og en vi kan se at bruge til membran proteinfund ikke kun i fremskridt inden for HCV, men også længere væk. "

Bruno Tillier, Administrerende direktør, Synthelis tilføjede:"Neutroner har vist sig at være en vigtig ressource for dette projekt, da vi havde brug for at analysere p7 -proteinstrukturen i et specifikt miljø. Nu kan vi se på at tage denne dybe forståelse af virussen ikke kun til enheder, som biosensorer, men også for at studere adfærd af membranproteiner i lipid -dobbeltlag til andre felter. "

Donald Martin, Leder af forskergruppen SyNaBi og professor ved University Grenoble Alpes sagde også:"Disse nye resultater giver godt udtryk for vores fortsatte udvikling af nye nanostrukturerede systemer og enheder. Det igangværende frugtbare samarbejde mellem fysikere, biologer og ingeniører fra disse institutioner i Grenoble giver den vigtige grundlæggende forståelse af fysiske og biologiske processer, der ligger til grund for udviklingen af ​​sådanne nanostrukturerede systemer og enheder. "

Thomas Soranzo, University Grenoble Alpes og tidligere Synthelis -videnskabsmand sagde også:"en stor flaskehals i neutronreflektivitetsanalyse af membranproteiner i plane dobbeltlag er tilstrækkelig indsættelse af polypeptider. Denne kombination, ny metode tillader ikke kun betydelig inkorporering af materiale, men tillader også specifik mærkning, der kan forbedre membranproteinstruktur/funktionsundersøgelser. "