p Um grupo de pesquisa do Centro de Ciência Computacional RIKEN (R-CCS) descobriu que os glicanos - moléculas de açúcar - desempenham um papel importante nas mudanças estruturais que ocorrem quando o vírus que causa COVID-19 invade células humanas. A descoberta deles, que foi baseado em simulações baseadas em supercomputadores, poderia contribuir para o desenho molecular de medicamentos para a prevenção e tratamento de COVID-19. A pesquisa foi publicada no Biophysical Journal . p Quando o SARS-CoV-2 - o coronavírus que causa COVID-19 - invade uma célula humana, um pico de proteína em sua superfície se liga a uma enzima chamada ACE2 na superfície da célula. A proteína spike consiste em três cadeias polipeptídicas, e os glicanos - moléculas de açúcar - estão ligados à superfície da proteína. Embora se acredite que esses glicanos sejam usados ​​para permitir que as proteínas se reconheçam, pensa-se também que os vírus os usam para evitar o ataque de anticorpos.

p As análises estruturais mostraram que as proteínas de pico do SARS-CoV-2 têm estruturas nas formas Down e Up. Essas análises avançaram nossa compreensão da estrutura tridimensional das proteínas de pico, mas a estrutura molecular detalhada dos glicanos altamente flutuantes ainda não é compreendida, e de fato o papel dos glicanos no processo de invasão celular permanece obscuro.

p Para entender melhor sua função, a equipe de pesquisa liderada por Yuji Sugita de R-CCS conduziu simulações de dinâmica molecular para as estruturas das formas Down e Up das proteínas, usando dois supercomputadores - Fugaku no R-CCS e Oakforest-PACS na Universidade de Tóquio. Usando essas máquinas poderosas, eles realizaram simulações de dinâmica molecular das proteínas de pico em uma escala de tempo de 1 microssegundo (um milionésimo de segundo).

p A partir dos cálculos, eles foram capazes de identificar aminoácidos específicos ligados ao glicano na proteína spike que desempenham um papel importante na estabilização da estrutura do domínio de ligação ao receptor. Seus resultados sugeriram que a mudança conformacional da estrutura Up-form é impulsionada pela repulsão eletrostática entre os domínios, e que os glicanos que estabilizam a estrutura da forma Down são deslocados e substituídos por outros glicanos após os domínios serem deslocados. O estudo, portanto, forneceu novos insights sobre como os glicanos ajudam a estabilizar a estrutura dinâmica das proteínas.

p De acordo com Sugita, "Precisamos desenvolver melhores medidas preventivas e terapêuticas para acabar com a pandemia. Seria muito útil ser capaz de projetar medicamentos levando em consideração as mudanças estruturais das proteínas de pico, estabilizando a forma descendente ou inibindo a mudança para a forma ascendente, por exemplo."

p "Projetos de pesquisa como este, " ele adiciona, "mostre-nos como a nova geração de supercomputadores poderosos nos permitirá obter novos insights sobre muitos fenômenos, realizando simulações em um nível de detalhe que teria sido impossível anteriormente."