С точки зрения новостей — Более 700 миллионов человек были инфицированы и почти семь миллионов умерли, что сделало SARS-CoV-2 самой разрушительной пандемией 21 века. Вакцины и лекарства против Covid-19 смогли смягчить течение заболевания у многих людей и сдержать пандемию. Однако опасность дальнейших вспышек не была предотвращена. Вирус постоянно мутирует, что позволяет ему все более эффективно заражать клетки человека и размножаться. Кроме того, оно разрабатывает разнообразные стратегии против иммунной системы человека в «гонке молекулярных вооружений». Команда под руководством исследователей из Геттингенского университета обнаружила в коронавирусе различные «защитные переключатели», которые защищают его от атак иммунной системы. Результаты были опубликованы в Природные коммуникации .

Исследователи выявили два ранее неизвестных химических защитных переключателя в основной «протеазе» вируса — важнейшем белке коронавируса. Самый важный препарат против Covid-19 под названием Паксловид® нацелен на этот белок. Вирус использует свою основную протеазу, чтобы вырезать другие вирусные белки в наших инфицированных клетках, тем самым стимулируя собственную репликацию. Для этого он использует аминокислоту цистеин. «С химической точки зрения это может быть ахиллесовой пятой коронавируса, поскольку цистеины могут разрушаться высокореактивными кислородными радикалами, которые наша иммунная система использует для борьбы с вирусами», — объясняет профессор Кай Титтманн из исследовательской группы молекулярной энзимологии в Геттингене. Университет, который руководил и координировал исследование.

Защитные переключатели означают, что основная протеаза вируса защищена от бомбардировки иммунной системы кислородными радикалами: белок стабилизируется за счет одного цистеина, образующего дисульфид с соседним цистеином через два атома серы. Это предотвращает разрушение цистеина. В то же время мост, известный как SONOS, соединяет три части белка между атомами серы (S), атомами кислорода (O) и атомом азота (N). Это предотвращает повреждение его трехмерной структуры радикалами. Титтманн говорит: «Удивительно видеть, насколько химически элегантен и эффективен коронавирус в защите от иммунной системы. Интересно, что обнаруженный ранее коронавирус – тяжелый острый респираторный синдром, также известный как SARS-CoV-1 – который спровоцировал эпидемию в 2002 году. до вспышки 2004 года, также есть эти защитные выключатели. Это показано впервые».

Несмотря на это научное открытие, исследователи не удовлетворились открытием «защитных переключателей». Имея под рукой химический проект, они приступили к поиску молекул, которые могут точно связываться с «защитными переключателями», тем самым ингибируя основную протеазу вируса. Они идентифицировали такие молекулы не только в пробирке, но и в инфицированных клетках. «Этот тип молекул открывает потенциал для новых терапевтических вмешательств, которые остановят распространение коронавирусов», — говорит Лиза-Мари Функ, первый автор исследования, также работающая в исследовательской группе молекулярной энзимологии Геттингенского университета.

Исследование стало возможным благодаря финансированию Сети исследований Covid-19 Нижней Саксонии (COFONI) и Немецкого исследовательского фонда (DFG). В этом междисциплинарном исследовании приняли участие ученые факультета биологии и психологии, химического факультета Геттингенского университета, Университетского медицинского центра Геттингена (UMG), Института междисциплинарных наук Макса Планка, Ганноверской медицинской школы и университетов Дюссельдорфа. , Гамбург и Любек.

Оригинальная публикация: Функ и др. Множественные окислительно-восстановительные переключатели основной протеазы SARS-CoV-2 in vitro открывают возможности для разработки лекарств . Природные коммуникации (2024). DOI: 10.1038/s41467-023-44621-0