Главной целью предлагаемого проекта является выявление и характеристика возможного взаимодействия шпилечного S-белка вируса SARS-CoV-2 с никотиновыми ацетилхолиновыми рецепторами (нАХР). Гипотеза подобного дополнительного пути воздействия вируса на клетку хозяина была выдвинута несколько месяцев назад рядом исследовательских групп [Farsalinos et al., Mol Sci 2020; Oliveira et al., Biophys J 2021] на основании выявленной гомологии между определенными фрагментами S-белка и хорошо известных полипептидных соединений (таких как α-нейротоксины яда змей), с высоким сродством взаимодействующих с некоторыми подтипами нАХР. К моменту написания данной заявки эта гипотеза получила косвенное экспериментальное подтверждение в единственной работе [Russo et al., Eur Respir J 2020], где было обнаружено при аппликации холинергических агонистов (в частности, никотина) увеличение количества ангиотензин-превращающего фермента-2 (АСЕ2) – основной мишени действия для S-белка SARS-CoV-2. Было также показано, что этот эффект опосредуется через нейрональный α7 подтип нАХР и блокируется одним из змеиных α-нейротоксинов - α-бунгаротоксином. Возможное указание на связь SARS-CoV-2 и нАХР так же может быть усмотрено и в кросс-реактивности одного из применяемых сегодня «противоковидных» препаратов - хлорохина - в отношении как вируса, так и никотиновых холинорецепторов [Ballestero et al., Mol Pharmacol 2005]. К настоящему времени в литературе появилось уже достаточное количество обзорных работ, где обсуждается гипотетический холинергический путь действия вируса SARS-CoV-2 на клетку хозяина [Khani et al., Medical Hypotheses 2020; Changeux et al., 2020; Fudim et al., J Cardiovasc Trans Res 2020], но экспериментальных данных для его подтверждения катастрофически не хватает, что позволяет рассматривать предлагаемый проект как новаторскую пионерскую работу в этой области. Понятно, что подтверждение участия нАХР в процессе проникновения вируса в клетку пусть и в качестве вспомогательного механизма, позволяет не только расширить наше понимание сложности данного процесса, но и открывает новые возможности для детекции вируса и разработки противовирусных препаратов нового типа на основе холинергических лигандов. В период продолжения пандемии этот факт определяет высокую степень актуальности предлагаемого исследования. Для экспериментального подтверждения холинергической гипотезы действия SARS-CoV-2 в рамках данного проекта будут получены рекомбинантный вариант внеклеточного части S-белка (ECD), а также использован ранее полученный коллективом лаборатории лиганд-рецепторных взаимодействий ИБХ РАН рецептор-связывающей домен (RBD), который узнает АСЕ2 клетки хозяина. Взаимодействие этих рекомбинантных продуктов с различными подтипами нАХР будет изучено несколькими независимыми методами – радиолигандным анализом и электрофизиологией/кальциевым имиджингом. Планируемое привлечение к исследованиям структурных гомологов лиганд-связывающих доменов нАХР – водорастворимых ацетилхолин-связывающих белков (АХСБ) - позволит также применить в проекте метод поверхностного плазмонного резонанса и откроет перспективы для проведения в дальнейшем рентгеноструктурных исследований комплексов АХСБ-RBD и АХСБ-ECD. Предлагаемые методы позволят также выявить набор различных по химической природе известных холинергических лигандов способных блокировать взаимодействие рекомбинантного S-белка с определенными подтипами нАХР, что позволит рассматривать их как базу для создания профилактических антивирусных препаратов.