Инфекция COVID-19, вызванная коронавирусом SARS-CoV-2, привела к крупнейшей пандемии со времен гриппа «испанки» в 1918 году. Ввиду этого остро встал вопрос разработки вакцин и противовирусных препаратов, способных остановить распространение данной инфекции. В настоящее время в области поиска противовирусных лекарственных препаратов против COVID-19 большое внимание уделяется исследованию структуры рецептор-связывающего домена поверхностного белка S, однако, появление новых штаммов коронавируса SARS-CoV-2 говорит о его высокой изменчивости, что снижает эффективность вакцин и противовирусных лекарственных средств. Вместе с тем, оболочечный белок Е данного вируса является мембраноактивным и показывает достаточно высокую консервативность. Несмотря на критическую важность этого белка в жизненном цикле коронавируса, физико-химические механизмы его взаимодействия с клеточными мембранами до сих пор остаются невыясненными.

Целью данной работы было исследовать мембранную активность белка Е коронавируса SARS-CoV-2 на моделях гигантских однослойных везикул и липидных нанотрубок. В результате было установлено, что белок формирует поры в липидном бислое, т.е. выполняет основную функцию виропорина. Кроме того, белок Е способен деформировать липидные мембраны и образовывать двумембранные везикулы в зависимости от концентрации.

Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда (проект № 22-13-00435).

COVID-19 infection, caused by the SARS-CoV-2 coronavirus, has led to the largest pandemic since the Spanish flu in 1918. In view of this, development vaccines and antiviral drugs that can stop the spread of this infection has become an acute issue. Currently, in the search for antiviral drugs against COVID-19, much attention is paid to the study of the structure of the receptor-binding domain of the surface protein S. However, the emergence of new SARS-CoV-2 coronavirus strains indicates its high variability, which reduces the effectiveness of vaccines and antiviral drugs. At the same time, the envelope protein E of this virus is membrane-active and shows a rather high conservatism. Despite the critical importance of this protein in the coronavirus life cycle, the physicochemical mechanisms of its interaction with cell membranes still remain unclear.

The aim of this work was to investigate the membrane activity of protein E of the SARS-CoV-2 coronavirus on models of giant unilamellar vesicles and lipid nanotubes. As a result, it was found that the protein forms pores in the lipid bilayer, i.e. performs the main function of viroporin. In addition, protein E is able to deform lipid membranes and form double-membrane vesicles depending on the concentration.

This work was supported by the Russian Science Foundation (grant no. 22-13-00435).