原子由中子SARS-CoV-2病毒复制的地图绘制

更好的理解这部小说的冠状病毒的行为以及如何停止,科学家们已经完成了一个三维的地图显示每个原子的位置在酶分子SARS-CoV-2繁殖的关键。

研究者在美国能源部橡树岭国家实验室使用中子散射来识别关键信息来提高药物的有效性抑制剂旨在阻止病毒的复制机制。这项研究发表在生物化学杂志》上。

SARS-CoV-2病毒,导致COVID-19疾病,表达了长链的蛋白质约1900个氨基酸残基组成。病毒的繁殖,这些链必须被分解和切成小股的主要蛋白酶酶。活性蛋白酶酶是由两个相同的蛋白质分子通过氢键结合在一起。开发一种药物抑制或阻碍了蛋白酶活动将阻止病毒复制和蔓延到其他细胞在体内。

”这一新的信息正是需要设计与更高程度的特异性抑制剂,确保抑制剂分子紧密绑定到他们的目标和禁用蛋白酶,“说ORNL的安德烈Kovalevsky,通讯作者。

中子实验首先透露,网站包含蛋白质的氨基酸链是减少在一个带电的活性状态,而不是在休息或中性状态,与之前相反的信念。其次,他们绘制每个氢原子的位置的地方抑制剂结合蛋白酶酶,以及电荷的氨基酸有关。实验还绘制了整个蛋白质分子之间的氢键网络,保持酶在一起,使它开始切割蛋白质链的化学过程。

“蛋白质的原子氢的一半。这些原子是酶的主要功能和药物结合如何至关重要,”Kovalevsky说。“如果我们不知道这些氢和蛋白质内部的电荷分布,我们不能设计有效的酶抑制剂”。

团队中子的研究建立在之前的研究发表在《自然通讯》杂志上创建一个完整的原子结构的蛋白酶酶。研究人员也有他们的数据公开这两篇论文发表前科学界加速解决方案全球大流行。

中子是理想的探针研究生物的结构,因为它们是无损和高度敏感的光元素,例如氢。高通量的中子散射实验进行同位素反应堆和ORNL散裂中子源。样本的蛋白质合成在邻近设施中心的结构分子生物学。

“这可能是最快的中子结构蛋白质的产生。我们开始中子实验5月,5个月之内,我们获得和发布结果。这通常需要数年的时间,”科茨ORNL相应的作者雷顿说。“这在橡树岭展示我们能做什么工作。一切都在这里完成从开始到结束。蛋白质表达,纯化,结晶,和所有的数据收集和分析现场——一个完全垂直整合的方法。”

现在团队将使用新获得的信息来研究药物分子的绑定属性候选人产生改善COVID-19疗法。

“这不仅是第一次有人获得一个中子冠状病毒的结构蛋白,但这也是第一次有人看着这类蛋白酶酶使用中子,“ORNL的丹尼尔·科内尔说,这项研究的第一作者。“这是中子结晶学服务于社区的一个杰出范例当最需要它。”

参考:韦斯科内尔DW,菲利普斯G,吉隆坡,等。不同寻常的两性离子催化部位SARS-CoV-2蛋白酶主要揭示了中子晶体学。JBC。2020年。doi:10.1074 / jbc.AC120.016154

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