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Struttura attuale dei ricercatori COVID RdRp a 2.5A

È cruciale stabilire un'efficace e riuscita strategia del trattamento attenuare questa malattia 2019 (COVID-19) di coronavirus, causata dal coronavirus 2 (SARS-CoV-2) di sindrome respiratorio acuto severo. Favipiravir, una droga, è stato usato per trattare l'influenza fin qui ed è stato studiato per trattare gli agenti patogeni pericolosi quali il virus di Lassa, del virus di Ebola ed ora COVID-19.

Favipiravir è un derivato di pyrazinecarboxamide che agisce contro i virus a RNA. Mira agli enzimi RNA-dipendenti (RdRp) del RNA polimerasi necessari per la trascrizione e la replica dei genoma virali.

In una pubblicazione recente della pubblicazione preliminare del bioRxiv*, il rapporto di Christopher J. Russo et al. la struttura del trifosfato del ribonucleoside del favipiravir (favipiravir-RTP) nel complesso con il RNA polimerasi RNA-dipendente SARS-CoV-2 (RdRp) limita ad un modello: duplex del RNA della mano di fondo. Determinano la struttura dall'elettrone cryomicroscopy (cryoEM) ad una risoluzione di 2,5 Å.

Ciò è uno studio importante per la progettazione e lo sviluppo di terapeutica antivirale novella. I ricercatori hanno osservato che favipiravir-RTP è un substrato inefficiente per RdRp virale. Propongono che questa sia una conseguenza di una conformazione cataliticamente improduttiva adottata dalla droga nel sito dell'attivo della polimerasi.

Il RNA polimerasi RNA-dipendente virale SARS-CoV-2 è un obiettivo di promessa della droga per il trattamento di COVID-19. Mentre gli analoghi del nucleoside, compreso remdesivir, sofosbuvir e favipiravir, hanno indicato un vasto spettro di attività contro le polimerasi virali, i regimi terapeutici correnti sembrano avere poco o nessun effetto sui pazienti ospedalizzati COVID-19 (misurati da mortalità globale, dall'inizio di ventilazione e dalla durata delle degenze in ospedale). Le visioni del meccanismo ai livelli molecolari e strutturali diventano cruciali.

Il macchinario della sintesi del RNA dell'multi-sottounità dei coronaviruses' è un complesso delle proteine non strutturali (nsp). Questo studio mostra la struttura del SARS-CoV-2 RdRp, comprendente gli sottounità nsp7, nsp8 e nsp12, nel complesso con il modello: RNA a doppia elica della mano di fondo e trifosfato del ribonucleoside del favipiravir (favipiravir-RTP).

I ricercatori in primo luogo hanno verificato l'attività dei complessi montati di nsp7-nsp8-nsp12 SARS-CoV-2 RdRp, facendo uso delle analisi di attività di estensione della mano di fondo. Poi hanno studiato la capacità degli enzimi di incorporare favipiravir-RTP: Favipiravir-RTP sembra essere un substrato in modo paragonabile povero confrontato ai trifosfati naturali del ribonucleotide (rNTPs). Malgrado l'incorporazione bassa di favipiravir-RTP osservata nelle analisi di estensione della mano di fondo, i ricercatori osservano che sopprime il completamento della replica del RNA a tutte le concentrazioni provate, anche in presenza dei rNTPs. L'inibizione è stata osservata anche quando i rNTPs sono presenti ad un considerevole eccesso sopra l'inibitore.

Riassunto di trattamento dell
Riassunto di trattamento dell'informazione Cryo-EM. Il diagramma di flusso mostra i punti principali nel trattamento dell'informazione, dal raccolto della particella, con la classificazione, alle mappe definitive. Un sottoinsieme selezionato delle 2D medie senza riferimento iniziali della classe e tutte le medie intermedie della classe 3D computate durante il trattamento di questo gruppo di dati sono indicati. Tutte le medie della classe 3D, selezionate per i giri successivi di trattamento, sono gray incastrato ed il numero delle particelle in ciascuno di questi è indicato. Ulteriori tentativi di elaborare le classi eliminate sono omessi da questo diagramma per chiarezza, poichè questi dati non hanno contribuito all'insieme definitivo della particella.

I ricercatori poi sono continuato a studiare la base strutturale di questa attività facendo uso di cryoEM. Questo studio approfondisce le metodologie, particolarmente le sfide nella preparazione di campioni del cryoEM, compreso ulteriori miglioramenti che i ricercatori hanno apportato qui.

Il complesso della polimerasi (che comprende un nsp12, un nsp7, due sottounità nsp8 e un modello: il RNA della mano di fondo) osservato qui è quasi identico ai rapporti precedentemente descritti. L'inibitore che lega alla polimerasi è non covalente, con piccolo a nessun'incorporazione covalente.

I ricercatori suggeriscono che la configurazione non produttiva osservata di favipiravir-RTP sia promossa da una funzionalità intrinseca della parte del favipiravir. I legami idrogeni possibilmente veicolati dall'acqua fra la droga ed il trifosfato esistono - sebbene questo senza ambiguità non sia identificato in questo studio. A sostegno di questo meccanismo proposto, i ricercatori suggeriscono che il T-1105-RTP (che non manca del fluoro e quindi di possibilità di formazione del legame idrogeno) sia un substrato più efficiente che favipiravir-RTP per SARS-CoV-2 RdRp

In conclusione, i ricercatori presentano la struttura di risoluzione di 2,5 Å del favipiravir-RTP limitata a SARS-CoV-2 RdRp, facendo uso di microscopia dell'cryo-elettrone. Questa struttura illumina l'installazione del macchinario della RNA-sintesi di memoria di coronavirus, fornente le comprensioni chiave al livello molecolare.

Questo studio fa luce sull'influenza di questo inibitore analogico del nucleotide sulla sintesi del RNA in vitro. Sulla base della struttura riferita in questo studio, i ricercatori discutono almeno le tre direzioni possibili per ulteriori sforzi verso progettazione della droga contro il SARS-CoV-2 RdRp.

I ricercatori ammettono che la determinazione della struttura del cryoEM di questo complesso del RdRp-RNA congiuntamente agli inibitori differenti rimane una sfida come compito sistematico. Tuttavia, tali studi aiuteranno la progettazione e lo sviluppo razionali della droga per il trattamento COVID-19.

Avviso *Important

il bioRxiv pubblica i rapporti scientifici preliminari che pari-non sono esaminati e, pertanto, non dovrebbero essere considerati conclusivi, guida la pratica clinica/comportamento correlato con la salute, o trattato come informazioni stabilite.

Journal reference:
Dr. Ramya Dwivedi

Written by

Dr. Ramya Dwivedi

Ramya has a Ph.D. in Biotechnology from the National Chemical Laboratories (CSIR-NCL), in Pune. Her work consisted of functionalizing nanoparticles with different molecules of biological interest, studying the reaction system and establishing useful applications.

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