Bases estructurales y diseño racional de inhibidores de análogos de nucleótidos que evitan la enzima de corrección...

Área de la Ciencia:

• Virología
• Biología molecular
• Descubrimiento de drogas

Sus antecedentes:

• Los coronavirus (CoV) utilizan una exoribonucleasa (nsp14 ExoN) para corregir el ARN naciente, extirpando nucleótidos o análogos de nucleótidos no coincidentes (NA).
• Comprender cómo los AN evaden este mecanismo de revisión es crucial para desarrollar terapias antivirales efectivas contra los CoV.

Objetivo del estudio:

• Investigar el mecanismo por el cual la escisión de SARS-CoV-2 nsp14 ExoN es evitada por análogos de nucleótidos específicos (NA).
• Identificar las características estructurales de los NA que confieren resistencia a la actividad de nsp14 ExoN.
• Para guiar el diseño racional de los nuevos AN anti-CoV.

Principales métodos:

• Se utiliza ARN sintetizado químicamente que incorpora varios NA en el extremo 3'.
• Se evaluó la actividad de escisión del SARS-CoV-2 nsp14 ExoN en estos ARN modificados.
• Determinación de las estructuras de microscopía criolectrónica de los complejos nsp10/14 unidos al ARN con NA.
• Estudios de mutagénesis realizados en residuos clave dentro de nsp14 ExoN.

Principales resultados:

• Nsp14 ExoN mostró una actividad significativamente reducida en el ARN que contiene monofosfato de sofosbuvir (SMP) y monofosfato de AT-9010 (ATMP) en comparación con los nucleótidos naturales u otros NA probados.
• Las estructuras cryo-EM y la mutagénesis revelaron que los residuos H95, Q145 y F146 son críticos para reconocer la fracción de base y posicionar los NA para la escisión.
• Los NA evitan la escisión a través de una combinación de una base que no interactúa y una ribosa modificada químicamente.

Conclusiones:

• La evasión de la escisión de nsp14 ExoN por NA depende de las interacciones específicas entre bases y nucleótidos y de las modificaciones de la ribosa.
• Se diseñaron dos nuevos NA basados en estos hallazgos, que demostraron resistencia a la escisión de nsp14 ExoN.
• Estas ideas son valiosas para el diseño racional de los análogos de nucleótidos anti-coronavirus de próxima generación.