Bir Kimyager Koronavirüs Proteinlerinin 3 Boyutlu Simülasyonlarını Geliştirdi
Fotoğraf: Fotoğraf koronavirüs proteininin insan hücresi reseptörüne bağlanmadan hemen önce şeklini nasıl değiştirdiğini gösteriyor. Kredi: Mahmoud Moradi tarafından sağlanmıştır.
Hesaplamalı kimya alanında çalışan kimyager Mahmoud Moradi virüsün insan hücrelerine nasıl bağlandığını daha iyi anlayabilmek için koronavirüs glikoproteinlerinin moleküler dinamiklerinin 3 boyutlu simülasyonlarını geliştirecek.
Bu proteinlerin konak hücrenin reseptörlerine bağlanmak için yapısal değişikliklere nasıl maruz kaldıklarını haritalamak, koronavirüs aşılarının ve iyileştirici özelliklerinin gelişimi için kritik bir öneme sahiptir. Simülasyonlar özellikle önemlidir çünkü ilaç tasarımı için çizilen bir çerçeve statik bir resimden ziyade hücre yapılarının ve davranışlarının dinamik bir şekilde üç boyutlu geliştirilmesini gerektirecektir.
J. William Fulbright College of Arts and Sciences’te öğretim üyesi olan Moradi “Diğer virüslerde olduğu gibi viral giriş koronavirüs enfeksiyon sürecinde önemli bir adımdır” dedi. “Koronavirüslerde bu glikoproteinlerin insan hücresine girmesi için aracılık ettiğini biliyoruz. COVID-19’a sebep olan SARS-CoV-2 2002-2003 yılları arasında SARS salgınına neden olmuştur ve ikisi için de ortak özellik insan hücresinde aynı reseptöre bağlanmalarıdır.”
Moradi’nin çalışmaları COVID-19 araştırması için bilgi işlem kaynaklarına odaklanan hükümetin, endüstrinin ve akademik ortakların iş birliği olan COVID-19 High Performance Computing Consortium’un bir parçasıdır. White House of Science and Technology Policy, Amerika Birleşik Devletleri Enerji Bakanlığı ve IBM tarafından yönetilen bu oluşumun gönüllüleri bütün kaynaklarını ve zamanlarını kullanarak dünyanın en güçlü süper bilgisayarlarıyla çalışıyor.
Moradi simülasyonları geliştirmek için Auistin’deki Teksas Üniversitesi’nde yer alan Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilim Vakfı sponsorluğunda bir süper bilgisayar olan Frontera’ya erişim izni aldı. Frontera herhangi bir üniversite kampüsünün en büyük süper bilgisayarıdır.
Moradi’nin projesi koronavirüs proteinlerinin yeni, yüksek çözünürlüklü 3 boyutlu modellerinden yararlanmaktadır. Bu modeller proteinlerin ayrıntılı mekanizmalarının ve viral girişi üzerindeki davranışlarının analizini sağlayacak simülasyonlara başlamak için başlangıç yapıları olarak kabul edilebilir. Bu tür moleküler dinamiklerin gelişmiş, ayrıntılı simülasyonları proteinlerin yapısal değişikliklerinin ve spesifik insan hücresi reseptörü olan anjiyotensinin dönüştürücü enzim 2’ye nasıl bağlandığının anlaşılmasını sağlayacaktır.
Moradi’nin araştırması biyoloji, fizik, kimya, matematik, istatistik ve bilgisayar bilimlerinin kesişiminden oluşmaktadır. Tasarladığı biyomolekül simülasyonları ve hesaplama teorileri proteinlerin hücrenin moleküler düzeyinde nasıl işlev gördüğünü açıklamaktadır. Çalışmaları proteinlerin şekillerini nasıl değiştirdiğini ve bu değişikliklerin bir proteinin davranışını nasıl etkilediğini açıklamak için geometrik modelleri geliştirir. Moradi şubat ayında bu çalışma için National Science Foundation Faculty Early Career Development tarafından 650.000 $ almıştır.
Kaynak: phys.org
