Il chimico computazionale Mahmoud Moradi svilupperà potenziato, Simulazioni 3D delle dinamiche molecolari delle glicoproteine ​​del picco di coronavirus per ottenere una migliore comprensione di come il virus si lega alle cellule umane.

La mappatura di come queste proteine ​​subiscono cambiamenti conformazionali per legarsi ai recettori delle cellule ospiti è fondamentale per lo sviluppo di vaccini e terapie contro il coronavirus. Le simulazioni sono particolarmente importanti perché un quadro per la progettazione di farmaci richiederà dinamiche, visualizzazioni tridimensionali delle strutture e del comportamento delle cellule, piuttosto che un'immagine statica.

"Come con altri virus, un passaggio cruciale nel processo di infezione da coronavirus è l'ingresso del virus, " disse Moradi, assistente professore al J. William Fulbright College of Arts and Sciences. "Con i coronavirus, sappiamo che queste glicoproteine ​​spike mediano l'ingresso nella cellula umana. Entrambi SARS-CoV-2, la causa del COVID-19, e SARS-CoV, la causa dell'epidemia di SARS 2002-2003, hanno proteine ​​spike che si attaccano allo stesso recettore nelle cellule umane".

Il lavoro di Moradi fa parte del COVID-19 High Performance Computing Consortium, una collaborazione di governo, partner industriali e accademici si sono concentrati sulle risorse informatiche per la ricerca COVID-19. Guidato dall'Ufficio per la politica scientifica e tecnologica della Casa Bianca, il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti e IBM, i volontari del consorzio calcolano gratuitamente tempo e risorse su alcuni dei supercomputer più potenti del mondo.

Per eseguire le simulazioni, Moradi ha ottenuto l'accesso a Frontera, un supercomputer sponsorizzato dalla National Science Foundation ospitato presso l'Università del Texas ad Austin. Frontera è il più grande supercomputer di qualsiasi campus universitario.

Il progetto di Moradi beneficia di diversi recenti, modelli 3D ad alta risoluzione delle proteine ​​spike del coronavirus. Questi modelli possono essere utilizzati come strutture iniziali per avviare simulazioni che consentiranno l'analisi dei meccanismi dettagliati delle proteine ​​e del loro comportamento all'ingresso del virus. Migliorato, simulazioni dettagliate di tali dinamiche molecolari forniranno un quadro completo dei cambiamenti strutturali delle proteine, e come si legano all'enzima di conversione dell'angiotensina 2, il recettore specifico delle cellule umane.

La ricerca di Moradi si colloca all'incrocio tra biologia, fisica, chimica, matematica, statistica e informatica. Le sue simulazioni biomolecolari e teorie computazionali spiegano come le proteine, le molecole del cavallo di battaglia delle cellule, funzione a livello molecolare. Il suo lavoro migliora i modelli geometrici per descrivere come le proteine ​​cambiano la loro forma e come questi cambiamenti influenzano il comportamento di una proteina. A febbraio, ha ricevuto un $ 650, 000 Premio per lo sviluppo della carriera iniziale della Facoltà della National Science Foundation per questo lavoro.