COVID-19 wordt veroorzaakt door een virus dat bekend staat als SARS-CoV-2, die qua structuur vergelijkbaar is met twee andere virussen die recente uitbraken hebben veroorzaakt:SARS-CoV, die in 2003 een uitbraak van SARS veroorzaakte, en MERS-CoV, de oorzaak van een uitbraak van het ademhalingssyndroom in het Midden-Oosten in 2012.

In de Tijdschrift voor Chemische Fysica , wetenschappers van de University of Maryland School of Pharmacy rapporteren onderzoek op moleculair niveau van deze drie virussen, het bieden van een mogelijke weg naar nieuwe antivirale geneesmiddelen om alle drie de ziekten te bestrijden. Op dit moment, er bestaat geen effectieve behandeling of medicijnen voor een van deze coronavirusziekten.

De onderzoekers keken naar een viraal eiwit dat een sleutelrol speelt in het vermogen van het virus om zichzelf eenmaal in het lichaam te repliceren. Dit eiwit speelt ook een rol bij het verslaan van het immuunsysteem van de gastheer, dus het biedt een bijzonder aantrekkelijk doelwit voor mogelijke medicamenteuze behandelingen.

het eiwit, een enzym dat bekend staat als het papaïneachtige protease, PLPro, is bijna identiek in SARS-CoV-2 en SARS-CoV, maar is iets anders in MERS-CoV. Zeer onlangs, de eerste structurele röntgenfoto van dit enzym onthulde een vorm in het katalytische domein die enigszins leek op een hand met een "duim, " "palm, ' en 'vingers'.

De duim en handpalm komen samen om een ​​bindingsplaats te vormen, waar een medicijnmolecuul mogelijk kan worden gevangen. De vingers vouwen over dit gebied naar beneden en zorgen voor structurele integriteit die essentieel is voor PLPro-activiteit.

De onderzoekers ontdekten dat kleine pH-verschuivingen de vorm van dit enzym kunnen veranderen door een proces dat bekend staat als protonering. waar waterstofionen binden aan bepaalde aminozuureenheden in het eiwit.

"Protonatiestatusschakelaar is een belangrijk energietransductiemechanisme, ", zei auteur Jana Shen.

Co-auteur Jack Henderson zei:"Het coronavirus spike-eiwit, bijvoorbeeld, maakt gebruik van protonatietoestandsschakelaars om grote conformationele veranderingen te induceren die nodig zijn voor membraanfusie."

Membraanfusie is de eerste stap in infectie. Een virus hecht zich aan het buitenmembraan van een cel, zijn weg naar binnen vindend waar het kopieën van zichzelf kan beginnen te vormen die zich door het lichaam verspreiden.

Een ander belangrijk kenmerk van de PLpro-bindingsplaats is een reeks aminozuureenheden die de BL2-lus wordt genoemd. De onderzoekers ontdekten dat deze lus kan openen of sluiten in SARS-virussen wanneer een bepaald aminozuur op de lus geprotoneerd of gedeprotoneerd is. Bij het MERS-virus, echter, de lus is zelfs zonder zo'n aminozuur flexibel.

Deze functie suggereert dat een potentieel medicijn zich zou kunnen richten op de BL2-lus, waardoor het zich sluit en stevig bindt aan een virale remmer.

"Ons werk biedt een startpunt voor verder mechanisch onderzoek met behulp van benaderingen op een hoger niveau, " zei Sheen.