Auch wenn die Neuinfektionen in China langsam zurückzugehen scheinen, erkranken noch immer täglich hunderte Menschen neu am Coronavirus SARS-CoV-2. Die Zahl der Fälle hat sich inzwischen auf mehr als 74.000 erhöht, mehr als 2000 Menschen sind bereits an der Covid-19 getauften Virenerkrankung gestorben. Das zuerst in der chinesischen Stadt Wuhan aufgetretene Coronavirus hat sich in mehr als 24 Länder ausgebreitet, auch in Deutschland gibt es 16 Fälle. Nach aktueller Kenntnis wird Sars-CoV-2 über Tröpfcheninfektion weitergegeben und ist damit ähnlich ansteckend wie die Grippe. Während ein Großteil der mit dem Virus infizierten Patienten nur milde Symptome zu entwickeln scheint, kann die Krankheit auch zu schweren Lungenentzündungen und zum Tod führen. Bisher gibt es kein Heilmittel oder Impfstoff gegen Sars-CoV-2, Forscher weltweit arbeiten daher mit Hochdruck daran, Wirkstoffe gegen das Virus zu finden.
Andockprotein als Schlüssel für antivirale Mittel
Eine wertvolle Hilfe dabei könnten die neuen Erkenntnisse von Daniel Wrapp von der University of Texas in Austin und seinen Kollegen leisten. Denn ihnen ist es gelungen, die genaue Struktur eines entscheidenden Oberflächenproteins von Sars-CoV zu entschlüsseln – dem Spike Protein. “Das Spike-Glycoprotein der Coronaviren ist ein Schlüsselziel für die dringend benötigten Impfstoffe, therapeutischen Antikörper und Diagnostika”, erklären die Forscher. Denn mit diesem dreiteiligen Protein dockt das Virus an den sogenannten ACE2-Rezeptor der menschlichen Zellen an und kann dann durch die Zellmembran in die Zelle eindringen. Wie die Wissenschaftler berichten, macht das Spike-Protein dafür einen Konformationswechsel durch – es klappt gewissermaßen auf und bringt sich so in eine für den Zellrezeptor passende Form. Das Problem jedoch: Diese Konformation ist instabil und lässt sich daher nicht ohne weiteres abbilden oder strukturell analysieren.
Um dieses Problem zu umgehen, nutzten Wrapp und seine Kollegen eine Strategie, die sie zuvor schon bei den eng verwandten Viren Mers-CoV und Sars-CoV verwendet hatten: Aus dem von chinesischen Forschen gelieferten Genom des Virus extrahierten sie die genetische Bauanleitung für das Spike-Protein und fügten darin an zwei Stellen eine Mutation ein, die zum Austausch einer Aminosäure führte. Diese Änderung stabilisierte das resultierende Spike-Protein. “Wir wussten genau, welche Mutationen wir einsetzen mussten, weil wir dies schon bei einer Reihe anderer Coronaviren ausprobiert hatten”, erklärt Seniorautor Jason McLellan von der University of Texas. Mithilfe eines Laborsystems erzeugten die Forscher dann aus der Bauanleitung das virale Spike-Protein und bereitete Proben davon für die Cryo-Elektronenmikroskopie vor – die Virenproteine wurden dafür quasi gefriergetrocknet.
