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LA STRUTTURA MOLECOLARE DELLA PROTEINA SPIKE

Proteina SPIKE

Il Sars-CoV2 è il virus responsabile della malattia denominata Covid 19, che ha causato un’epidemia mondiale. Tale malattia si manifesta con una sindrome respiratoria acuta che può essere anche molto grave.

Una caratteristica peculiare di tale virus è la presenza, sulla sua superfice esterna, di proteine chiamate Spike, che consentono al virus di attaccarsi ed entrare nelle cellule ospiti.

I coronavirus hanno una involucro di forma sferica delle dimensioni di 80-120 Nanometri, composto normalmente da tre proteine tra cui la proteina di membrana (M), la proteina di inviluppo (E) e la proteina Spike (S).

Proteina SPIKE

Che cos’è la proteina Spike

La Spike è una grande proteina di fusione transmembrana di tipo 1 altamente glicosilata. E’ composta, a seconda del tipo di virus, da un minimo di 1160 ad un massimo di 1400 aminoacidi. La sua struttura, ripiegandosi più volte su sé stessa, assume una forma particolarmente complessa.

A differenza delle proteina M ed E, coinvolte principalmente nell’assemblaggio del virus, la proteina Spike svolge un ruolo cruciale nell’aggancio e nella penetrazione del virus all’interno della cellula, dando così inizio al processo di infezione.

Dal punto di vista morfologico la proteina Spike conferisce al virus la caratteristica e ormai conosciuta forma a Corona, da cui il nome del virus stesso.

La glicosilazione di tale proteina, oltre a renderla stabile, conferisce al virus la capacità di rimanere saldamente agganciato alle membrane delle cellule ospiti.

Regioni Funzionali

La proteina Spike è suddivisa in due unità funzionali. La prima, definita S1, ha la capacità di riconoscere e attaccarsi alla superficie delle cellule ospiti con un meccanismo simile ad una chiave e alla sua serratura, consentendo così alla parte definita S2 di facilitare l’entrata del virus nella cellula.

L’ingresso del virus nella cellula ospite è reso possibile dapprima dall’aggancio della proteina Spike con i recettori ACE2, e successivamente dalla variazione di due importanti regioni in S2, definite HR1 e HR2, che consentono un profondo cambiamento nella conformazione della proteina stessa, permettendo l’associazione del virus con la cellula ospite.

Proteina Spike: gli anticorpi neutralizzanti

Gli anticorpi neutralizzanti

La proteina Spike, senza la quale il virus non potrebbe entrare nelle cellule ospiti e causare l’infezione, è particolarmente studiata allo scopo di creare vaccini o farmaci in grado di neutralizzarla.

Tale proteina infatti è in grado di favorire la produzione di anticorpi da parte di cellule deputate a tale scopo.

Gli anticorpi hanno il compito di legarsi con alcuni domini della proteina Spike, inattivandoli e impedendo in questo modo l’entrata del virus nella cellula ospite.

Ulteriori ricerche dovranno concentrarsi sempre più su questa importante strategia di contrasto alla diffusione della malattia, impedendo al virus l’ingresso nella cellula ospite.

Referenze

• Belouzard, S., Millet, J. K., Licitra, B. N., & Whittaker, G. R. (2012). Mechanisms of Coronacirus Cell Entry Mediated by the Viral Spike Protein. Viruses 4(6); 1011-1033. doi:10.3390/v4061011.
• Wang, Q., Wong, G., Lu, G., Yan, J., & Gao, G. F. (2016). MERS-CoV spike protein: Targets for vaccines and therapeutics. Antiviral Research 133; 165-177. doi:10.1016/j.antiviral.2016.07.015.
• Zhou, G., & Zhao, Q. (2020). Perspectives on therapeutic neutralizing antibodies against the Novel Coronavirus SARS-CoV-2. International Journal of Biological Sciences 16(10); 1718-1723. doi:10.7150/ijbs.45123.

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