ТАСС, 25 декабря. Ученые из Южного федерального университета (ЮФУ, Ростов-на-Дону) выявили общие закономерности в устройстве известных вирусных оболочек малого и среднего размера. Об этом говорится в сообщении ЮФУ.
"Изучение структурной организации белковых вирусных оболочек (капсидов) важно для разработки новых противовирусных стратегий. Более того, капсиды, не содержащие вирусный геном, имеют множество перспективных применений в качестве наноконтейнеров и, в частности, могут использоваться в адресной доставке лекарств. Предложенная теория позволила выяснить общие закономерности устройства всех известных существующих икосаэдрических вирусных оболочек малого и среднего размера", - говорится в сообщении.
Результаты исследования, поддержанные грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Physical Chemistry Chemical Physics. Ученые ЮФУ использовали подход советского физика Льва Ландау, высказавшего идею, что структуру вещества определяют интерференционные картины, порождаемые критическими волнами плотности. Исследователи обнаружили, что в природе реализуются лишь вирусные оболочки, соответствующие простейшим интерференционным картинам, возможным на сфере.
"Мы предложили новую феноменологическую теорию, которая описывает структуры как малых, так и средних вирусных оболочек с икосаэдрической симметрией. В рамках этой теории мы впервые рассматриваем индивидуальные белки как протяженные структурные единицы, фактически учитывая их удлиненную хиральную форму. Саму самосборку вирусных оболочек мы описываем как конденсацию минимального числа волн плотности на сферической поверхности", - говорит руководитель проекта, профессор кафедры "Нанотехнология" физфака ЮФУ Сергей Рошаль.
Для описания структурной организации малых вирусных оболочек, как выяснилось, достаточно задать две критические волны плотности: первая определяет пространственное положение отдельных белковых молекул, вторая - их ориентацию. "Средние вирусные оболочки, в отличие от малых, всегда состоят из пентамеров и гексамеров, называемых капсомерами, которые изначально собираются из индивидуальных белков. Анализируя все известные капсиды средних вирусов, мы обнаружили, что позиции капсомеров в таких оболочках описываются комбинациями из максимум двух критических волн плотности", - пояснил Рошаль.
Оказалось, что с точки зрения теории Ландау эти оболочки являются простейшими структурами. "Волны плотности на сфере описываются хорошо известными физикам и математикам функциями - сферическими гармониками, а простота вирусных оболочек заключается в том, что соответствующие интерференционные картины образуются гармониками, характеризуемыми максимум парой соседних волновых чисел. Принцип простоты также позволил объяснить наблюдаемое в природе ограничение на предельный размер вирусных оболочек, самособирающихся из пентамеров и гексамеров", - говорится в сообщении.