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Inibidores do potencial SARS-CoV-2 Mpro identificados in silico selecionando

A busca para inibidores eficazes do coronavirus 2 da Síndrome Respiratória Aguda Grave (SARS-CoV-2), o vírus que causou a pandemia COVID-19 actual, é urgência nova presumida porque a ressurgência da queda/inverno da infecção parece alcançar a manifestação maciça da mola.

Vírus SARS-CoV-2

Estudo: Identificação de baixos inibidores micromolar de SARS-CoV-2 Mpro das batidas identificadas in silico por telas. Crédito de imagem: Cristian Moga/Shutterstock.com

Um estudo novo publicado no bioRxiv* do server da pré-impressão relata dois compostos de promessa que poderiam inibir as enzimas virais chaves da réplica. Estes adicionam à lista de batidas que exigem a continuação explorar seu potencial como fármacos poderosos.

O protease principal viral, Mpro, é um alvo preliminar de muitos antivirais putativos dirigidos contra o vírus actual. O genoma do coronavirus é o kb aproximadamente 30 de comprimento, codificando pelo menos 6 quadros de leitura abertos (ORFs). Destes, ORF1ab codifica dois grandes polyproteins, que são fendidos pelos proteases virais Mpro e papain-como o protease (PLpro) em 16 proteínas nonstructural que jogam os papéis chaves na síntese de umas proteínas virais mais adicionais e do RNA genomic ou subgenomic.

O Mpro foi descrito em sua estrutura 3D, mostrando que seu N-término contem dois domínios com o a quimotripsina-como a dobra. Esta fenda contem o local activo, em uma seqüência decontenção.

Esta proteína está entre as proteínas o mais altamente conservadas do coronavirus, e seu local activo é idêntico em ordem àquele dos SARS-CoV Mpro. Assim, a perseguição de inibidores de Mpro podia ajudar a controlar a pandemia actual mas a prová-la igualmente útil nas manifestações futuras causadas por outro beta-coronaviruses.

Esta proteína é encontrada, de facto, em outras famílias do vírus. Por exemplo, GC376, que é um inibidor poderoso de SARS-CoV-2 Mpro com uma concentração inibitório metade-máxima (IC50) de 30 nanômetro, é um inibidor da enzima 3CLpro do vírus de Norwalk, da família do calicivirus. Sua ogiva electrofílica conduz à formação de ligações covalent com o resíduo do cysteine no local activo.

Desde que é activa contra os proteases principais dos picornavirus assim como os coronaviruses e os caliciviruses, é em processo de ser tornado como um coronavirus felino de escolha de objectivos terapêutico.

Outros compostos foram identificados usando ogivas diferentes para ligar-se covalently ao resíduo activo do cysteine.

Detalhes do estudo

Dois estudos mais adiantados executaram a selecção sobre de bilhão compostos para identificar in silico inibidores de Mpro. Os pesquisadores actuais eram parte de uma destas tentativas e continuado em alguma da condução bate. Projectaram uma tensão da bactéria Escherichia Coli para expressar o SARS-CoV-2 Mpro e monitoraram o emperramento de diversos inibidores potenciais da enzima, assim como ensaios de sua actividade inibitório.

Examinaram dois conjuntos de compostos de promessa. Entre os dois, havia 12 compostos de sobreposição. Havia 486 compostos completamente, que foram testados para sua capacidade inibitório.

Selecionando para fora inibidores fracos, foram deixados com o 1 composto muito activo e os dois compostos decontenção (desde que um fragmento decontenção foi considerado profundamente dentro do local activo, na estrutura crystallographic) do primeiro estudo. Igualmente encontraram 2 compostos estrutural relativos da segunda tela com actividade fraca.

Examinando os nitrilo, olharam um outro grupo de ~300 compostos análogos. Diversos deles mostraram a inibição de Mpro. Quando os compostos do pai no conjunto do nitrilo tiveram a escala micromolar da actividade inibitório, os analogs mostraram IC50 abaixo de 20 micromoles.

O composto muito activo identificado na primeira tela tem um núcleo diferente, chamado um núcleo do diamino-quinazoline. Isto teve um IC50 de 19 micromoles. Exploraram sobre cem analogs mas nenhuns excederam sua actividade.

Em um ensaio térmico da SHIFT, mediram a temperatura de derretimento de Mpro e encontraram que GC376 aumentou o ponto de derretimento da enzima por 19 graus de C, quando o conjunto do nitrilo a reduziu (na maior parte), ou o manteve inalterado. O composto do diamino-quinazoline igualmente reduziu o ponto de derretimento, um tanto.

Desnaturação não específica

A redução na temperatura de derretimento de Mpro podia ser o resultado da desnaturação unspecific da enzima por estes compostos, um pouco do que sua acção específica como inibidores da actividade enzimático.

Para confirmar este, fizeram um ensaio do protease na presença das proteínas não específicas que actuariam como um dissipador para o seqüestro composto. Isto mostrou aquele certamente, o conjunto do nitrilo de compostos e o composto do diamino-quinazoline era inactivo sob tais circunstâncias.

Batidas de promessa

Contudo, o inibidor GC376 continuou a mostrar a actividade, junto com dois compostos identificados no segundo dos estudos. Os últimos pares de compostos estrutural são relacionados e têm um grupo da dihydro-quinoleína em seu centro.

Os pesquisadores exploraram seus analogs para a maior actividade inibitório e encontraram três com potência mais alta relativo ao composto do pai. Estes tiveram os valores IC50 na escala sub-10 micromolar. Além disso, toda a actividade inibitório específica mostrada, retendo sua potência na presença das proteínas não específicas.

Os compostos da dihydro-quinoleína do pai não deslocaram o ponto de derretimento de Mpro, mas os analogs fizeram. Isto apoia a hipótese que estes ligam ao local activo da enzima, fazendo a mais estável e menos reactiva.

Conclusão

A importância de desenvolver antivirais é grande, desde vacinas, mesmo aqueles que foram aprovadas, tomará meses antes que alcancem o nível onde estão disponíveis para todos que os precisa. Estes agentes exigem uns estudos mais adicionais, para compreender sua toxicidade, e características farmacológicas. Contudo, podiam bem ser desenvolvidos como drogas, sendo perto dessa fase já. De facto, os pesquisadores dizem, estes podem despejar ser os antivirais os mais adiantados de novo desenvolvidos contra o Mpro deste vírus.

A maioria de inibidores de Mpro identificados em ligações covalent dos estudos mais adiantados com o resíduo do cysteine no local catalítico. Uma característica original dos agentes discutidos aqui é a ausência de um grupo altamente electrofílico, permitindo que formem ligações não-covalent com o cysteine. Isto é importante na ajuda determinar sua conformidade para a administração oral, que é primordial em uma situação pandémica.

O estudo actual identifica os compostos que inibem especificamente o local activo de Mpro de SARS-CoV-2, que é idêntico àquele dos SARS-CoV. O mais poderoso entre eles foi identificado originalmente para ser inibidores da última enzima. Contudo, com a passagem afastado da epidemia SARS-CoV, estes agentes foram investigados já não. O comentário do autor, “no retrospecto, parece que esta decisão era um erro.”

Por estas razões, nós pretendemos continuar com a revelação destes compostos, para não impactar a evolução da pandemia actual, mas para preparar-se melhor para seguinte.”

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. 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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