Computersimulation von Enzymen verbessert das Verständnis von Hepatitis C

Ein Team von Wissenschaftlern hat eine Computersimulation eines Enzyms namens NS3 erstellt, das eine wichtige Rolle bei der Replikation und Ausbreitung des Hepatitis-C-Virus im Körper spielt. Die Entdeckung sollte die Suche nach Wirkstoffen unterstützen, die auf das Virus gezielt abzielen.
Das Bild zeigt das Enzym NS3 bei der Entschlüsselung viraler RNA.
Bildnachweis: SISSA

Die Wissenschaftler der Internationalen Schule für Höhere Studien (SISSA) in Triest, Italien, beschreiben ihre Arbeit in der Zeitschrift Nukleinsäurenforschung.

Wenn die Wissenschaftler beginnen, mehr darüber zu erfahren, wie ein bestimmter Virus repliziert, desto besser sind die Chancen, Medikamente zu finden, die die Ausbreitung des Virus verhindern.

Das Team entschied, NS3 zu analysieren, weil es spezifisch für das Hepatitis-C-Virus ist. Sie stellen fest, dass ein Medikament, das selektiv auf das Enzym zielt, keine Nebenwirkungen im Rest des Körpers verursachen würde.

Um jedoch NS3 in Angriff nehmen zu können, müssen Wissenschaftler mehr darüber wissen, wie sie sich verhält. Bis jetzt ist das einzige Wissen von Schnappschüssen - Standbildern - des Enzyms, das durch kristallographische Untersuchungen erhalten wurde.

Die neue Computersimulation bietet Forschern erstmals die Möglichkeit, NS3-Verhalten so zu beobachten, als würde man einen bewegten Film sehen.

NS3 ist eine Helikase - ein Enzym, das mit der RNA des Virus interagiert (Viren haben keine DNA, ihr genetischer Code wird in RNA gehalten).

NS3 "kriecht wie eine Raupe entlang der viralen RNA"

NS3 hilft, die virale DNA für die Replikation zu entwirren und vorzubereiten, ein Prozess, der ein zweites Enzym namens Polymerase beinhaltet. Erste Autorin und SISSA-Studentin Andrea Pérez-Villa erklärt:

"NS3 kriecht entlang des RNA-Stranges, der sich wie eine Raupe zusammenzieht und ausdehnt und dabei den Teil des Virus freisetzt, an den sich die Polymerase anschließend anlagert."

Die Computersimulation des Teams zeigt nicht nur, wie NS3 mit viraler RNA interagiert, sondern auch, wie der Prozess ATP verwendet - die chemische Energieeinheit, die Proteine ??bei ihrer Arbeit verbrauchen.

Seniorautor Giovanni Bussi, Professor und Leiter einer SISSA-Gruppe, die Computersimulationen zur Untersuchung von RNA durchführt, sagt, dass ihr Modell die "Interaktion mit ATP und anschließend mit ADP, einem Abfallprodukt zusammen mit Phosphat, nach der ATP-Anwendung reproduziert". Er schließt:

"Wenn wir im Detail wissen, wie diese Helikase funktioniert, könnten wir in Zukunft versuchen, die Virusreplikation zu blockieren und damit die Krankheit davon abzuhalten, sich im Körper zu vermehren."

Die folgende Videoserie von SISSA zeigt die Computersimulation von NS3, das mit viraler DNA interagiert.

Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO) haben 130-150 Millionen Menschen weltweit eine chronische Hepatitis-C-Infektion, und jedes Jahr sterben etwa eine halbe Million Menschen an einer Lebererkrankung, die mit der Infektion in Zusammenhang steht.

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