From Proteopedia
proteopedia linkproteopedia link |
Spike Protein חלבון הספייק
חלבון הספייק
הוא אחד החלבונים הנמצאים על גבי מעטפת וירוס
ונחשב לחלבון החיוני ביותר לוירוס כיוון שהוא משמש אותו לחדירה לתאי מערכת הנשימה
שהן תאי המטרה שלו.
חלבון הספייק הינו גלוקופרוטאין
.חוצה ממברנה היוצר הומוטרימר (קומפלקס המורכב משלוש יחידות זהות של החלבון) על שטח פני הוירוס
החלבון מורכב מ:
1) אזור גדול הפונה מחוץ למעטפת הוירוס (אקטודומיין)- שמאפשר כניסת הנגיף לתא המארח .
האקטודומיין הגדול מורכב מוצגת בצבע סגול
מוצגת בצבע כחול
2) עוגן טרנסממברנלי יחיד המחבר חלבון זה למעטפת הוירוס
3) זנב קצר פנימי
בערך זה מוצג המבנה של טרימר שמקורו מוירוס ה SARS COV-2.
 מבנה של טרימר האקטודומיין
מגפת הקורונה
בדצמבר 2019 , התפרץ לראשונה בעיר ווהן בסין נגיף קורונה חדש שנקרא
, SARS COV-2 שהתפשט
לרחבי העולם כולל ישראל , הנגיף גורם למחלה שנקרא coronavirus disease 2019 (COVID‑19) ,ארגון הבריאות העולמי (WHO) הכריז על המחלה כפנדמיה – מחלה כלל עולמית . תסמיני המחלה הם חום , שיעול יבש , כאבי גרון וקשיי נשימה ואפילו למוות במקרים החמורים .
דרכי ההדבקה בוירוס הקורונה הם דרך האף ,הפה והעיניים
סרטון - איך נדבקים בנגיף ?
וכחלק מהמלחמה בנגיף הקורונה ישראל ומדינות נוספות מחייבות את תושביה להשתמש
במסכות פנים
.בכדי לצמצם את מעבר הנגיף מאדם לאחר למרות זאת
נכון לתאריך כתיבת ערך זה לפי עדכון
משרד הבריאות אתמול נוספו בישראל לפחות 1,681 מאובחנים חדשים, המספר הגבוה ביותר שהיה לנו מאז פרוץ המגפה, ושצפוי עוד לעלות כשיגיעו תוצאות של בדיקות נוספות מאתמול. מספר החולים הפעילים עומד כעת על 21,393 חולים ומספר המאושפזים עומד על 524 איש, מתוכם 123 במצב בינוני ו-177 במצב קשה. מספר המתים מקורונה עלה ל-368, לאחר שאתמול מתו בישראל שלושה חולים והיום עוד אחד.
נגיף SARS-COV-2
 איור 1 – נגיף הקורונה נקרא על שם חלבונים שמעניקים לו מראה של כתר. אילוסטרציה של נגיף הקורונה KTSDesign, SPL נגיף הקורונה החדש שייך למשפחת וירוסי הקורונה , הוא נקרא בשם הזה על שם חלבוני ה spike- דמויי הכתר או בלטינית קורונה , הבולטים על פני השטח שלו (איור 1) . חלבון זה הוא חיוני וקריטי לחדירת הוירוס לתא המאכסן שלו.
. הגנום של נגיף הקורונה מורכב במולקולת RNA, ולא במולקולות DNA, כמו הגנום שלנו ושל כל בעלי החיים, הצמחים וגם החיידקים. כשבוע לאחר שהנגיף תועד לראשונה קבעו חוקרים את רצף שלו. בעוד שהגנום של האדם מורכב מלמעלה משלושה מיליארד "אותיות" או בסיסי DNA,הגנום של הנגיף מכיל פחות מ- 30,000 אותיות גנטיות ומספר קטן של גנים
, הגנום שלו מורכב ממולקולת RNA המקודדת ל 29 גנים המייצרים בסופו של דבר 29 חלבונים האחראיים על התרבות הנגיף בתא המאכסן , ישנם חלבונים לא מבניים כמו RNA POLYMERASE וחלבונים מבניים כמו חלבון הספייק שמשמש לחדירת הנגיף לתא המאכסן בנוסף לחלבון נוקלאופרוטאין האורז את הגנום ושניים אחרים הקשורים לקרום [1].
SARS-COV-2 חולק כ 80% מהגנום שלו עם נגיף הסארס וזהה כ 96% לנגיף הקורונה הנמצא בעטלפים BATCOV RaTG 13 , ייתכן שעטלפים העבירו אותו לבני האדם אך בין שני הנגיפים קיים הבדל גדול בגנום באזורים הקשורים ליכולת ההדבקה , דבר זה מרמז על כך שנגיף העטלף הזה לא הדביק ישירות בני אדם אלא הועבר לבני אדם דרך מארח ביניים [2].
" קצב הצטברות המוטציות אצל נגיפי ה RNA נחשב לגבוה יחסית." "הצטברות מוטציות אלו יכולה להוביל לשינוי בחלבוני הנגיף כולל בחלבוני המעטפת של נגיף הקורונה כלומר הנגיף מחליף זהות דבר אשר עלול לפגוע ביעילות החיסונים המפותחים כנגד נגיף זה ."
|
SARS-COV-2 מעגל החיים של נגיף
1)חדירה לתא המאכסן נעשה באמצעות חלבון ה SPIKE
הנגיף נכנס לגוף דרך האף, הפה והעיניים, ובעזרת חלבון ה-Spike, או חלבון S, מתחבר לתאים בדרכי הנשימה המייצרים חלבון הנקרא ACE2.(איור 2)
איור 2 חלבון ספייק נקשר על פני הקולטן של התא המודבק אילוסטרציה של מבנה הקולטן Ramon Andrade 3Dciencia, SPL
2)שחרור החומר הגנטי הוירוסי בתא המאכסן
לאחר שהנגיף נכנס לתוך התא, הוא משחרר קטע של חומר גנטי בצורת RNA.לאחר שחדר לתא, הנגיף מנצל את מרכיביו ליצירת מפעלי שכפול RNA עבור הנגיף. התא הנגוע קורא את ה-RNA הנגיפי ומייצר חלבונים לפי ההוראות הכתובות בו. אותם חלבונים ישמשו בהמשך להרכבת עותקים חדשים של הנגיף.
3)הרכבת נגיפים חדשים
מכונות התא מתחילות לייצר בקצב מהיר עוד ועוד RNA נגיפי וחלבונים נגיפיים, ואלו מורכבים יחדיו ליצירת עותקים שלמים של הנגיף. העותקים החדשים נישאים לשוליים החיצוניים של התא, ויכולים לצאת ממנו במטרה להדביק תאים נוספים.
4)שחרור הנגיפים החדשים מהתא המאכסן
השלב האחרון של השכפול הויראלי הוא שחרור עותקי הנגיף החדשים המיוצרים בתא המארח. כל תא נגוע יכול לשחרר מיליוני עותקים של הנגיף לפני שהוא מתפרק לבסוף ומת. נגיפים מסוימים משתחררים
כאשר התא המארח מת, ואילו נגיפים אחרים יכולים יכולים להשתחרר דרך קרום התא מבלי להרוג אותו ישירות. לאחר יציאת הנגיפים מהתא הנגוע, הם עשויים להדביק תאים סמוכים ולחזור על מחזור השכפול.
שיעול והתעטשות עלולים להפיץ ליחה מלאה נגיפים מדרכי הנשימה על אנשים ומשטחים סמוכים, שם הנגיף יכול להישאר בעל יכולת הדבקה במשך מספר שעות עד מספר ימים.
איור 3 מחזור החיים של נגיף הקורונה
פוטנציאל חלבון הספייק בפיתוח חיסונים ותרופות למחלה
הינו נגיף מתפרץ חדש אשר לא היה מוכר למדענים ולכן יש צורך בביצוע מחקר רחב על המבנה שלו ומיוחד על חלבוני המעטפת שלו , בנגף הספייק כבר ידוע אודות כלים טכנולוגים מתקדמים את הרצף הגנטי
של הנגיף ואת מבנה חלבוני המעטפת שלו , אחד חלבוני המטרה שעליהם מתבסס פיתוח חיסון כנגד הקורונה הוא חלבון הספייק החיוני לחדירת הוירוס לתאים אם המדענים יפתחו חיסון כנגד חלבון הספייק הנגיף
לא יוכל לחדור לתאים וגרום למחלה , חוקרים מגרמינה הראו שחלבון הספייק נצמד לחבון ACE2 שמתבטא על תאי מערכת הנשימה ובכך חודר לתאים , מנסים כעת לפתח חיסון שיפעיל תגובה חיסונית נגד חלבון הספייק שהוא אנטיגן אפשרי וכך לפגוע ביכולת של הנגיף לחדור לתאים[3].
כבר החל המירוץ לפיתוח חיסון נגד SARS-COV-2
פיתוח תרופות כנגד מחלת הקורונה יכולות להתבסס גם על חלבון הספייק , מציאת מנגנון הכניסה של הנגיף לתאים באמצעות חלבון S מאפשר לבצע סריקות למציאת מולקולות קטנות או תרופות קיימות שיכולות
להפריע לכניסת הנגיף לתא. כך למשל, חברת APEIRON Biologics בוחנת יעילות של מולקולה קטנה בשם APN01 החוסמת את הקולטן של התאים שאליו נקשר חלבון S ובכך מונעת הדבקה. כרגע התרופה החדשה נבדקת בניסוי קליני שלב 1 לבטיחות ויעילות.[4].
רשימת מקורות
<references
