Khoa học kỹ thuật và công nghệ

Sử dụng siêu máy tính để xác định cấu trúc hóa học lớp vỏ protein của vi-rút HIV (14/06/2013)

Từ lâu, nhiều nhà khoa học đã cố gắng nghiên cứu để tìm hiểu cấu tạo lớp vỏ protein của vi-rút HIV. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng rất nhiều kỹ thuật như: kính hiển vi điện tử cryo-electron, chụp cắt lớp cryo-EM, X-quang cấu trúc tinh thể để xem xét chi tiết từng phần trong toàn bộ cấu trúc của lớp vỏ. Các siêu máy tính Petascalemới chỉ tách được toàn bộ lớp vỏcủavi-rút HIV - một tập hợp của hơn 1.300 loại protein giống nhau tạo thành một cấu trúc hình nón -ở cấp nguyên tử. Chỉ đến siêu máy tínhBlue Waters, một siêu máy tính mới tại Trung tâm Ứng dụng Siêu máy tính Quốc gia (Đại học Illinois, Hoa Kỳ)các mảnh thiếu còn lại của toàn bộ lớp vỏcủa vi-rút HIV mớiđược phát hiện.

Các nghiên cứu trước đây đã khẳng định rằng,lớp vỏ vi-rút HIV chứa một số protein giống hệt nhau. Quan sátdưới kính hiển vi điện tửcho thấy,các protein được sắp xếp thành hình ngũ giác và lục giác, trong đócấu trúc hình ngũ giác tạothành các góc tròn có liên kết chặt chẽ nhất của lớp vỏ. Nhưng họ không biết cần bao nhiêucác khối protein nàyhoặc làm thế nào các cấu trúc hình ngũ giác và hình lục giác này khớp với nhau để tạo thành lớp vỏprotein.

Từ các kết quả nghiên cứu trên, nhóm nghiên cứu trường Đại học Pittsburgh (Hoa Kỳ) do GS Peijun Zhang dẫn đầu đã cho lớp vỏ protein vào môi trường có nồng độ muối cao để tìm hiểu các cấu trúc hình lục giác. Đồng thời cũng tiến hành chụp cắt lớp cryo-electron toàn bộ lớp vỏ, cắt chúng ra thành nhiều phần để có thể nghiên cứu về hình dạng tổng thể của nó.

Kết quả nghiên cứu cho thấy, lớp vỏ protein của vi-rút HIV chứa 216 loại protein hình lục giác và 12 loại protein hình ngũ giác và góc gắn kết giữa các cấu trúc hình lục giác và hình ngũ giác này được thay đổi từ vùng này sang vùng khác của lớp vỏ.

Nghiên cứu trên sẽ cho phép các nhà khoa học tiếp tục tìm hiểu phương thức hoạt động của vi-rút HIV, cùng với việc can thiệp dược lý để phá vỡ chức năng của nó. Nhờ vậy, có thể tìm ra cách kháng vi-rút HIV hiệu quả.

Nguồn: tchdkh.org.vn (Theo MedicalXpress)