研究人员正在研究计算模型,以设计治疗COVID-19的方法
石溪大学(SBU)的一个研究团队正在研究计算机模型,这些模型可以帮助加快发现对抗导致COVID-19的新型冠状病毒的药物。他们正在与美国能源部(DOE)布鲁克海文国家实验室和阿贡国家实验室的科学家合作进行这项工作,并将利用这些实验室的计算资源和专业知识。
研究人员由玛莎·劳弗物理和定量生物学教授、化学教授、旧金山州立大学劳弗中心副主任卡洛斯·西莫林(Carlos simmerling)领导,他们正在研究模型,以更好地了解COVID-19病毒表面的“刺突”蛋白如何与病毒相互作用细胞它感染。
这些围绕在球形病毒颗粒外部的尖刺使病毒看起来像皇冠,并将其命名为冠状病毒.它们也是病毒的一部分,附着在人体呼吸系统内的一个细胞上,利用人体细胞上的一种特定蛋白质开始引起感染。由于这种作用,刺突蛋白也是提供对冠状病毒免疫的抗体的主要目标,也是开发可能阻止感染的药物的主要目标。
Simmerling和他的同事们正在使用计算机模型来更多地了解刺突是如何工作的。
科学家们已经捕捉到了原子级别细节的有用“照片”,他们很清楚这个尖刺在做什么。例如,他们知道刺突在接触细胞时改变了形状,这导致病毒和细胞融合。但他们需要了解更多细节才能控制它。
Simmerling说:“你可能知道你的车门是你进出汽车的方式,但如果你只在照片上见过门,从来没有看过有人真正打开过门,你就不知道它是如何工作的。”“你可能也猜不到门把手是你需要移动才能把门打开的部分,也许有一把钥匙可以把它锁上,不让它打开。
“通过我们的研究和计算机建模,我们正在努力在更详细的层面上了解这一过程,”他解释说。“例如,当病毒接触细胞时,究竟是什么导致病毒激增,打开感染的‘大门’?”而且,在远离这个接触点的尖刺上,是否有可以像钥匙一样发挥作用的地方,科学家们可能会制造一个小分子,与它结合并将其锁定?”
正如布鲁克海文实验室计算科学计划主任Kerstin Kleese van Dam所指出的那样,“我们将研究60个不同的靶点,在这些靶点上,新药可能会附着在病毒上,而10亿个类药物分子可能会被用来修饰病毒。门把手‘铰链’或其他组件,这样我们就可以确定最有希望的选择来中和病毒,防止它进入细胞。”
与布鲁克海文和阿贡的计算科学家合作开发的计算机模型(很快将扩大规模,在这些实验室的超级计算机上运行)将有助于梳理这些病毒-细胞相互作用的细节,以帮助解开对COVID-19的理解病毒飙升的蛋白质。