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Estrutura actual dos pesquisadores COVID RdRp em 2.5A

É crucial estabelecer uma estratégia eficaz e bem sucedida do tratamento abrandar esta doença 2019 do coronavirus (COVID-19), causada pelo coronavirus 2 da Síndrome Respiratória Aguda Grave (SARS-CoV-2). Favipiravir, uma droga, foi usado para tratar até agora a gripe e investigado para tratar os micróbios patogénicos risco de vida tais como o vírus de Ebola, o vírus de Lassa, e agora o COVID-19.

Favipiravir é um derivado do pyrazinecarboxamide que actue contra vírus do RNA. Visa as enzimas RNA-dependentes da polimerase (RdRp) de RNA necessárias para a transcrição e a réplica de genomas virais.

Em uma publicação recente da pré-impressão do bioRxiv*, o relatório de Christopher J. Russo e outros a estrutura do triphosphate do ribonucleoside do favipiravir (favipiravir-RTP) no complexo com a polimerase de RNA SARS-CoV-2 RNA-dependente (RdRp) limita a um molde: duplex do RNA da primeira demão. Determinam a estrutura pelo elétron cryomicroscopy (cryoEM) a uma definição de 2,5 Å.

Este é um estudo importante para o projecto e a revelação da terapêutica antivirosa nova. Os pesquisadores observaram que favipiravir-RTP é uma carcaça incapaz para RdRp viral. Propor que esta seja uma conseqüência de uma conformação catalìtica improdutiva adotada pela droga no local do active da polimerase.

A polimerase de RNA SARS-CoV-2 RNA-dependente viral é um alvo prometedor da droga para o tratamento de COVID-19. Quando os analogs do nucleoside, incluindo o remdesivir, sofosbuvir, e favipiravir, mostrarem um espectro largo da actividade contra polimerases virais, os regimes de tratamento actuais parecem ter quase nenhum efeito nos pacientes COVID-19 hospitalizados (medidos pela mortalidade total, pela iniciação da ventilação, e pela duração de estadas do hospital). As introspecções no mecanismo a níveis moleculars e estruturais tornam-se cruciais.

A maquinaria da síntese do RNA de multi-subunidade dos coronaviruses' é um complexo de proteínas não-estruturais (nsp). Este estudo mostra a estrutura do SARS-CoV-2 RdRp, compreendendo as subunidades nsp7, nsp8, e o nsp12, no complexo com molde: a primeira demão dobro-encalhou o RNA e o triphosphate do ribonucleoside do favipiravir (favipiravir-RTP).

Os pesquisadores verificaram primeiramente a actividade dos complexos montados de nsp7-nsp8-nsp12 SARS-CoV-2 RdRp, usando ensaios da actividade da extensão da primeira demão. Investigaram então a capacidade da enzima para incorporar favipiravir-RTP: Favipiravir-RTP parece ser uma carcaça comparàvel deficiente comparada aos triphosphates naturais do ribonucleotide (rNTPs). Apesar da baixa incorporação de favipiravir-RTP observada em ensaios da extensão da primeira demão, os pesquisadores observam que suprime a conclusão da réplica do RNA em todas as concentrações testadas, mesmo na presença dos rNTPs. A inibição foi observada mesmo quando os rNTPs estam presente em um excesso considerável sobre o inibidor.

Sumário do processo de dados Cryo-EM. O fluxograma mostra as etapas principais no processo de dados, da colheita da partícula, com a classificação, aos mapas finais. Subconjunto selecionado das 2D médias referência-livres iniciais da classe e todas as médias intermediárias da classe 3D computadas durante o processamento deste conjunto de dados são mostrados. Todas as médias da classe 3D, selecionadas para círculos subseqüentes do processamento, são encaixotadas - no cinza, e no número de partículas em cada um destes é mostrado. Umas tentativas mais adicionais de processar as classes rejeitadas são omitidas desta carta para maior clareza, porque estes dados não contribuíram ao grupo final da partícula.
Sumário do processo de dados Cryo-EM. O fluxograma mostra as etapas principais no processo de dados, da colheita da partícula, com a classificação, aos mapas finais. Subconjunto selecionado das 2D médias referência-livres iniciais da classe e todas as médias intermediárias da classe 3D computadas durante o processamento deste conjunto de dados são mostrados. Todas as médias da classe 3D, selecionadas para círculos subseqüentes do processamento, são encaixotadas - no cinza, e no número de partículas em cada um destes é mostrado. Umas tentativas mais adicionais de processar as classes rejeitadas são omitidas desta carta para maior clareza, porque estes dados não contribuíram ao grupo final da partícula.

Os pesquisadores continuaram então investigar a base estrutural desta actividade usando o cryoEM. Este estudo elabora nas metodologias, especialmente os desafios na preparação de espécime do cryoEM, incluindo as melhorias que mais adicionais os pesquisadores fizeram aqui.

O complexo da polimerase (que compreende um nsp12, um nsp7, duas subunidades nsp8, e um molde: o RNA da primeira demão) observado aqui é quase idêntico aos relatórios previamente descritos. O inibidor que liga à polimerase é não-covalent, com o pouco a nenhuma incorporação covalent.

Os pesquisadores sugerem que a configuração não-produtiva observada de favipiravir-RTP esteja promovida por uma característica intrínseca da parte do favipiravir. As ligações de hidrogênio possivelmente água-negociadas entre a droga e o triphosphate existem - embora esta não é identificada inequìvoca neste estudo. A favor deste mecanismo propor, os pesquisadores sugerem que o T-1105-RTP (que não falta o flúor e daqui nenhuma possibilidade de formação da ligação de hidrogênio) seja uma carcaça mais eficiente do que favipiravir-RTP para SARS-CoV-2 RdRp

Em conclusão, os pesquisadores apresentam a estrutura da definição de 2,5 Å do favipiravir-RTP limitada a SARS-CoV-2 RdRp, usando a microscopia do cryo-elétron. Esta estrutura ilumina o conjunto da maquinaria da RNA-síntese do núcleo do coronavirus, fornecendo as introspecções chaves a nível molecular.

Este estudo joga a luz na influência deste inibidor análogo do nucleotide na síntese do RNA in vitro. Baseado na estrutura relatada neste estudo, os pesquisadores discutem pelo menos três sentidos possíveis para uns esforços mais adicionais para o projecto da droga contra o SARS-CoV-2 RdRp.

Os pesquisadores admitem que a determinação da estrutura do cryoEM deste complexo do RdRp-RNA em combinação com inibidores diferentes permanece um desafio como uma tarefa rotineira. Contudo, tais estudos ajudarão ao projecto e à revelação racionais da droga para o tratamento COVID-19.

Observação *Important

o bioRxiv publica os relatórios científicos preliminares que par-não são revistos e, não devem conseqüentemente ser considerados como conclusivos, guia a prática clínica/comportamento saúde-relacionado, ou tratado como a informação estabelecida.

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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