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Señuelos de la proteína de De novo que ciegan SARS-CoV-2

Con el pandémico actual COVID-19 que demanda ya cientos de miles de vidas por todo el mundo, los científicos están trabajando para poner en evidencia las estrategias antivirus efectivas que pueden ser desplegadas rápidamente, no sólo para el decorado actual pero para contradecir las amenazas futuras.

Ahora, un nuevo estudio publicado en el bioRxiv* del servidor de la prueba preliminar muestra en agosto de 2020 que la tecnología de diseño de cómputo se puede aprovechar eficientemente hacia este extremo, produciendo las nuevas moléculas para inhibir el asiento y la réplica virales. Los imitadores desarrollados investigadores de la proteína que ciegan la agregación del virus al receptor de la célula actuando como señuelos y previenen escape viral vía nuevas mutaciones.

El principio

El estudio actual se basa en el principio de diseñar una superficie de la proteína que sea idéntica a esa superficie de la célula apuntada por el virus SARS-CoV-2 pero con una afinidad obligatoria más alta para el RBD viral que la célula huesped. Esto también necesitará inhibir la agregación viral a la célula. El resultado final será que estas “proteínas del proyectista de novo pueden outcompete la acción recíproca viral y actuar como agentes de neutralización.” Por otra parte, mismo el diseño del señuelo se asegura de que el escape mutacional sea imposible puesto que cualquier mutación que debilite el atascamiento viral al señuelo también debilitará automáticamente su capacidad de atar a la superficie del receptor cuyo el señuelo es una copia.

El atar, estabilidad y estructura de los señuelos CTC-445 de la proteína de novo, CTC-445.2 y CTC-445.2d. A) Modelos de cómputo de CTC-445.2. Izquierda, comparación de la superficie obligatoria del interfaz SARS-CoV-2 de CTC-445.2 (capota) y hACE2 (parte inferior). CTC-445.2 se diseña para presentar el mismo interfaz obligatorio que el que SARS-CoV-2 apunta en hACE2, hacia abajo al nivel de acciones recíprocas individuales. Residuos de los adornos obligatorios: H1 se muestran en cortinas de la naranja, residuos de H2 en cortinas del verde y residuos de EE3 en cortinas del azul. La demostración de las cajas detalló la comparación estructural de los interfaces entre CTC-445.2 y hACE2 con SARS-CoV-2 RBD. El complejo relajado de hACE2 con SARS-CoV-2 RBD (oscuro y gris claro, respectivamente; PDB: 6M17) se alinean con el modelo del compex relajado de CTC-445.2 y de SARS-CoV-2 RBD (festonear). Las acciones recíprocas de la ligazón de hidrógeno son indicadas por las líneas discontinuas negras; B) Diseñe los modelos de CTC-445, de CTC-445.2 y de CTC-445.2d. CTC-445.2 contiene 5 mutaciones que fueron conducidas por experimentos dirigidos de la evolución. CTC-445.2d es una variante bivalente integrada por dos subunidades CTC-445.2 conectadas por una máquina para hacer chorizos flexible de 17 GS del mer (serie - GGGGSGGSGSGGSGGGS-);
El atar, estabilidad y estructura de los señuelos CTC-445 de la proteína de novo, CTC-445.2 y CTC-445.2d. A) Modelos de cómputo de CTC-445.2. Izquierda, comparación de la superficie obligatoria del interfaz SARS-CoV-2 de CTC-445.2 (capota) y hACE2 (parte inferior). CTC-445.2 se diseña para presentar el mismo interfaz obligatorio que el que SARS-CoV-2 apunta en hACE2, hacia abajo al nivel de acciones recíprocas individuales. Residuos de los adornos obligatorios: H1 se muestran en cortinas de la naranja, residuos de H2 en cortinas del verde y residuos de EE3 en cortinas del azul. La demostración de las cajas detalló la comparación estructural de los interfaces entre CTC-445.2 y hACE2 con SARS-CoV-2 RBD. El complejo relajado de hACE2 con SARS-CoV-2 RBD (oscuro y gris claro, respectivamente; PDB: 6M17) se alinean con el modelo del compex relajado de CTC-445.2 y de SARS-CoV-2 RBD (festonear). Las acciones recíprocas de la ligazón de hidrógeno son indicadas por las líneas discontinuas negras; B) Diseñe los modelos de CTC-445, de CTC-445.2 y de CTC-445.2d. CTC-445.2 contiene 5 mutaciones que fueron conducidas por experimentos dirigidos de la evolución. CTC-445.2d es una variante bivalente integrada por dos subunidades CTC-445.2 conectadas por una máquina para hacer chorizos flexible de 17 GS del mer (serie - GGGGSGGSGSGGSGGGS-);

El proceso

Los científicos primero determinaron la característica que relanzaba las estructuras que componen la superficie de la proteína limitada real por al RBD viral. Esto se basa en tres estructuras hechas público - disponibles, reflejando la estructura posible del complejo RBD-ACE2 para SARS-CoV-1 y SARS-CoV-2. Escogieron los cuatro componentes estructurales que componen el interfaz obligatorio de la proteína ACE2 y construyeron el señuelo de novo con tres de ellos - dos alfa-hélices largas y una beta-horquilla corta. Evitaron cualquier parte de la parte biológicamente activa de la molécula, tal como el sitio catalítico enzimático o el sitio de la acción recíproca con la membrana celular.

Los elementos del objetivo después fueron montados en una nueva estructura independiente del apoyo que permite el plegamiento apropiado del punto de enlace en la forma globular requerida y estabilizan el interfaz. El software de Rosetta fue utilizado para desarrollar cerca de 35.000 topologías completo conectadas de la proteína con todos estos elementos, sin la alteración incluso de la conformación de los aminoácidos del interfaz obligatorio del objetivo. Las series de aminoácido entonces fueron generadas tales que podrían doblar en las estructuras de objetivo. Los diseños entonces fueron evaluados usando un filtro automático, y los 196 superiores fueron probados para atar al virus. Encontraron esa una molécula, que nombraron CTC-445.2d (ConquerTheCorona445.2duo), tenían una afinidad nanomolar y muy específica de atar al SARS-CoV-2 RBD, pero no pudieron inhibir su atascamiento a ACE2.

Los investigadores entonces realizaron mutagénesis apuntada para incorporar una combinación prevista de las mutaciones más útiles encontradas para estabilizar la proteína y para aumentar más lejos su afinidad de atar. Esto dio lugar a CTC-445.2, con cinco aminoácidos substituidos, ningunos en el interfaz obligatorio. Éste fue encontrado para ser muy estable y un inhibidor potente de la infección in vitro. Finalmente, realizaron una duplicación del dominio para hacerla bivalente. Este paso dio lugar a CTC-445.2d, con afinidad obligatoria décupla y 100 veces la capacidad de neutralización de la versión anterior de la proteína.

La proteína

CTC-445.2d es 160 que la proteína del aminoácido que ata el SARS-CoV-2 RBD en las concentraciones nanomolar, es muy estable, y es también reactivo para SARS-CoV-1 RBD. Aunque es un competidor tan fuerte de la infección viral, la viabilidad de la célula sigue siendo inafectada al igual que la actividad enzimática de ACE2. La neutralización completa de la infección viral fue mostrada en tres sistemas ines vitro, incluyendo en un sistema célula-derivado epitelial Calu-3 del pulmón.

Además, su eficacia era la más grande cuando es presente a través del curso de la infección, es decir, cuando fue incubada junto con el virus y en ambientes de la célula, indicando que inhibió la infección por la neutralización extracelular. Los investigadores también inculcaron una alta dosis de la proteína intranasal a un modelo experimental del ratón, y encontraron que la molécula podrían ser encontrados en a completo - forma funcional por más de 24 horas, y también perceptible en sangre. Esto apunta a la posibilidad de la exposición sistémica también en un cierto nivel.

Las ventajas

El uso de las proteínas solubles del señuelo es muy diferente del de vacunas, de pequeños inhibidores de la molécula o de anticuerpos de neutralización, y supera el problema del escape mutacional. Estas moléculas también evitan la estabilidad y los efectos biológicos indeseados, así como la autoinmunidad potencial, implícita en el uso de proteínas naturales. Siendo muy diferentes de las proteínas naturales en su serie y estructura de aminoácido, son poco probables sacar reacciones autoinmunes.

Estas pequeñas moléculas son fáciles de producir en el gran escala en sistemas bacterianos disponibles, son estables sobre una amplia gama de condiciones, y se pueden refinar más a fondo para aumentar su potencial para la potencia de la afinidad y de la neutralización. Los señuelos son funcionalmente resistentes a las mutaciones virales del escape también. El principio subyacente es validado por la reactividad cruzada de las proteínas del señuelo con SARS-CoV-1, porque las diferencias en el RBD de los dos virus implican el interfaz obligatorio por lo menos en 17 sitios pero no pueden prevenir la neutralización de ambos por la misma proteína.

Los investigadores dicen, “usando nuestra plataforma nueva, en menos de diez semanas, dirigimos, validados, y optimizados los señuelos de la proteína de novo de la enzima angiotensina-que convertía humana 2 (hACE2).” Estos muy estables, pequeñas proteínas de la alto-afinidad atan al RBD viral y evitan que sujete a la célula huesped. Predicen que más lejos desarrollando este nuevo, la técnica exacta y rápida, ït debe ser posible desarrollar rápidamente “otros señuelos terapéuticos de la proteína de novo, no limitados a los virus de neutralización, pero combate cualquier agente que obre recíprocamente explícitamente con las proteínas de la superficie de la célula para causar enfermedad.”

Advertencia *Important

el bioRxiv publica los partes científicos preliminares que par-no se revisan y, por lo tanto, no se deben mirar como concluyentes, conduce práctica clínica/comportamiento relativo a la salud, o tratado como información establecida.

Journal reference:
Dr. Liji Thomas

Written by

Dr. Liji Thomas

Dr. Liji Thomas is an OB-GYN, who graduated from the Government Medical College, University of Calicut, Kerala, in 2001. Liji practiced as a full-time consultant in obstetrics/gynecology in a private hospital for a few years following her graduation. She has counseled hundreds of patients facing issues from pregnancy-related problems and infertility, and has been in charge of over 2,000 deliveries, striving always to achieve a normal delivery rather than operative.

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