Korona COVID-19 ve SARS’ın Yapısal Açıdan Benzerlik ve Farklılıkları

Korona COVID-19 ve SARS’ın Yapısal Açıdan Benzerlik ve Farklılıkları

Korona COVID-19 ve SARS’ın Yapısal Açıdan Benzerlik ve Farklılıkları

Son günlerde gündemden inmeyen konulardan biri tabii ki Korona COVID-19 virüs salgını, 2003 yılında %75 genetik benzerlikle ortaya çıkan SARS virüsünün bir kopyasıyla karşı karşıyayız. Bu yazıda bu iki virüs arasındaki yapısal farklılıklar ve benzerliklerle beraber, SARS virüsünün neden sadece 800 kişiyi öldürürken COVID-19 un şimdiden 22,000 insanın hayatını kaybetmesine sebep olduğu açıklanacak.

Çin’in Wuhan kentinden yayılmaya başlamasının ardından dünya sağlık örgütünün ‘pandemi’ olarak belirttiği korona virüs hastalığına sebep olan virüs, SARS-CoV-2 olarak adlandırıldı. Bu isimlendirmede rol oynayan sars yani şiddetli Akut Solunum Sendromu, aslında 17 yıl önce yine Çin’de ortaya çıkmıştı. 2019 Aralık ayında Wuhan’da ortaya çıkan virüsle %75 genetik benzerliği olan bu virüs, 8.000’i aşkın vaka sayısı ve 800 ölümle kayıtlara geçmişti.

SARS ve COVID-19’un Moleküler Düzeyde Benzerlikleri

Korona COVID-19

Cryo Elektron Mikroskobisi tekniğiyle elde edilen bu görüntü, SARS virüsünün Konak Hücresine bağlanma görevini gerçekleştiren proteinin üst noktasına ait.

Korona COVID-19

Burada gördüğümüz figür ise yine aynı teknikle elde edilen ve aynı zamanda renklendirilmiş Korona COVID-19 virüsüne ait Spike Proteinin, Konak Hücreye bağlanma görevini gerçekleştiren üst kısmı, dikkatli bakıldığı takdirde yapısal benzerlikleri fark etmemek mümkün değil.

Korona COVID-19

Bu figürde görmekte olduğunuz beyaz renklendirilmiş bölgeler, SARS virüsünün 2003’ten beri değişmeyen kısımları. Kırmızı olarak renklendirilmiş bölgeler ise 2019 Korona virüsündeki değişmiş kısımlar. Basit bir şekilde açıklamak gerekirse, SARS virüsünün insan hücrelerine bağlanma görevini üstlenen proteini bazı mutasyonlar geçirerek 2019 Korona virüsünü oluşturdu.

Korona COVID-19

Yandaki görsel de hemen hemen herkesin duymuş olduğu ACE2 Proteininin, Cryo Elektron Mikroskopi’si tekniğiyle elde edilmiş görüntüsü. 2019 Korona virüsünün bağlandığı kısım siyah kesik çizgiler ile belirtilmiş.

SARS Hakkında Daha Fazlası

2003 yılında yayılan SARS Virüsü, dünya genelinde 800 kişinin ölümüne sebep olmuşken ne yazık ki Korona COVID-19, şu an için yaklaşık 32.000 insanın hayatını kaybetmesine sebep oldu. Buna gösterilebilecek argümanlardan biri 2003 yılında dünyanın bu denli global olmaması olabilir fakat olaya daha bilimsel yaklaşmak gerekirse, SARS Virüsü ACE 2 proteiniyle yaklaşık olarak 225 nanometrelik yakınlıkta bir kompleks oluştururken Korona COVID-19, 15 nanometrelik yakınlıkta bir kompleks oluşturabiliyor. Bu kompleks de OVID-19 virüsünün konak hücrelerden ayrılmasını yani iyileşme sürecini yavaşlatıyor. Bir diğerini açıklamadan önce kısa bir şeye değinmekte fayda var. Proteinler diğer proteinlere bağlanmak için enerji harcarlar. Buna Serbest Bağlanma Enerjisi denir ve bu değer, 2003’te yayılan SARS Virüsünde -78.6 kcal/mol iken Korona COVID-19’da -50.16 kcal/mol dür. Serbest bağlanma enerjisinin büyüklüğü etkileşimin daha sabit olduğu hakkında bilgi verir. Daha sabit bir etkileşim de maalesef bu virüsün Konak kompleksinin daha zor bozulacağını kanıtlar niteliktedir.

Korona COVID-19

Hemen üst tarafta görmüş olduğunuz figür ise ACE2 ve Korona Virüs (Hem covid-19 hem SARS-2003) Spike proteininin oluşturduğu etkileşim. Bir diğer deyişle bağlanma şekli. Daha önce de bahsettiğimiz gibi Spike proteinler Korona Virüsünde bağlanmayı gerçekleştiren kısım.

Mor renklendirilmiş bölge insanlarda bulunan ACE2 proteini, mavi kısım ise 2003’te yayılan SARS virüsünün S proteinini temsil ediyor.

Kahverengi olarak renklendirilmiş kısım Korona COVID-19 virüsünün S proteinini temsil ediyor.

Fark edileceği üzere, bu iki farklı virüse ait proteinler ‘Superimposable’ yani tamamen çakışır durumdalar. Figürde etkileşimde bulunan amino asitler, Korona virüsündeki Arjinin, insanda bulunan ACE2 proteinin Glutamin ve Glisin isimli amino asitleri ile hidrojen bağı yaparak bağlanıyor. Diğer bölgede ise Korona virüsünde bulunan ve Tirozin olarak adlandırdığımız Amino Asit, ACE2’deki Asparajin ve Glutamin isimli aminoasitler ile hidrojen bağı kurmakta.

Korona COVID-19 ’a Ne Sebep Oldu?

Son olarak Korona COVID-19’a neyin sebep olduğuna bilimsel bir açıklama getirmek gerekir, hakkında net bir bilgi paylaşılmamış olsa da 2003 yılı SARS salgını, Korona COVID-19 ile ortak atayı paylaşıyor. Bu durum şimdilik Çin’e ait makalelerde yarasa kaynaklı Korona virüs HKU9-1 olarak belirtilmiş. Farklı teknikler kullanılarak edilinilen bu bilginin nerden ve nasıl çıktığı detaylı genetik bilgisi istiyor buradan paylaşılmasının verimli ve anlaşılır olacağını düşünmüyorum fakat çalışmaya ait makale tabi ki aşağıda belirtilecek merak ettiğiniz takdirde onlara göz atmanız daha yerinde olur.

Peki, insan dışında diğer canlılar da Korona COVID-19 salgınından etkilenebilir mi?

Evet etkilenebilir.

Aşağıda da linkini vereceğim bir makalede de belirtildiği üzere, ACE2 proteini insan harici birçok canlı grubunda bulunuyor ancak yanlış anlaşılma olmaması için tekrar vurgulamakta fayda var; ACE2 proteini sizi hasta yapan protein değil tam aksine canlılığın devamı için gerekli olan proteinlerden biridir.

ACE2’nin bulunduğu her hangi bir canlı grubu COVID-19 taşıyıcı bir birey tarafından enfekte olabilir. Bu canlı gruplarına örnekler vermek gerekirse şu şekilde sınıflandırabiliriz:

-Balıklar

-Amfibiler

-Sürüngenler

-Kuşlar

-Memeliler ( en önemlisi diyebiliriz)

Yani başka bir deyişle, korona virüs tanısı konmuş bir kişi, solunum yolu damlacıkları ile diğer hayvanlara korona virüs bulaştırabilir. Dolayısıyla eğer korona virüs tanınız konduysa, evcil hayvanlarınızı dahi kendinizden uzaklaştırmanız gerekiyor. Aksi takdirde Korona virüs bulaştırma ihtimali olmayan kedi veya köpeğiniz bir taşıyıcı haline gelebilir ve diğer insanlara bulaştırabilir.

Korona COVID-19 ’un tekrar mutasyon geçirerek insanları tekrardan enfekte etmemeye başlaması olası mı?

Evet.

İnsan ve diğer canlılarda bulunan ACE2 proteini ile Korona COVID-19 arasında etkileşime sebep olan aminoasitler, mutasyon geçirip insanları ve diğer canlıları enfekte etmemeye başlayabilir. Fakat bunun tamamen rastgele olacağını ve ihtimalinin düşük olduğunu belirtmekte fayda var.

Hazır merak edilen birkaç soruya değinmişken bu yazının şimdilik burda bitirilmesi okunabilirlik açısından iyi olacaktır. Bir sonraki yazımda salgının ilk çıkışından itibaren ne tarz tedavi yöntemlerinin kullanıldığını ve aşı gelişmelerini sizinle paylaşıyor olacağım. Okuduğunuz için teşekkürler !

Görüş ve önerileriniz için..


Referanslar

Yun Chen, Yao Guo and et al. “Structure analysis of the receptor binding of 2019-n CoV”, Biochem Biophys Res Commun. 2020; 525(1): 135 – 14

Xu, X., Chen, P., Wang, J. et al. “Evolution of the novel coronavirus from the ongoing Wuhan outbreak and modeling of its spike protein for risk of human transmission”, Sci. China Life Sci.2020; 63: 457–460

Daniel Wrapp, Nianshuang Wang et al. “Cryo-EM structure of the 2019-nCoV spike in the prefusion conformation”, Science. 2020; 367(6483): 1260 – 1263.

2 Beğen

Yapılan Yorumlar

  1. Güncel bir makale olmuştur. Gerisini ve daha sonra gelişimini merak ediyorum. Bilimsel süreç nasıl olacak bilemiyorum. Sonraki yazılarınızı bekleyeceğim.

    • 1 sene önce

      Güzel yorumunuz için teşekkürler yazının devamı da yakında geliyor olacak.

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir