SARS-CoV-2 metiltransferāzes nsp14 inhibitoru izpēte

Abstract

SARS-CoV-2 parādījās 2019. gada nogalē un ātri vien kļuva par nopietnu draudu sabiedrības veselībai, radot vajadzību pēc terapeitiskiem līdzekļiem tā izraisītās slimības Covid-19 ārstēšanai. Viens variants ir radīt potentu inhibitoru pret kādu no proteīniem, kas nepieciešams vīrusa dzīves cikla īstenošanai. Potenciāls mērķis ir nestrukturālais proteīns 14 (nsp14), kura metiltransferāzes aktivitāte svarīga vīrusa mRNS stabilitātei un translācijai. Darba mērķis bija iegūt aktīvu SARS-CoV-2 nsp14/nsp10 kompleksu un, veicot KMR fragmentu skrīningu, meklēt savienojumus, kas saistās tā metiltransferāzes aktīvajā centrā (S- adenozil-L-metionīna (SAM) saistīšanas kabatā). Pētījuma ietvaros E. coli ekspresijas sistēmā tika producēti nsp14 un nsp10 proteīni un tika veikts nsp14/nsp10 kompleksa KMR skrīnings 695 fragmentu bibliotēkai. No 47 savienojumiem, kas KMR eksperimentos uzrādīja saistību, divi konkurēja ar SAM analogu sinefungīnu, norādot uz to, ka ir spējīgi saistīties metiltransferāzes aktīvajā centrā. Bakalaura darbs tika izstrādāts Latvijas Organiskās sintēzes institūtā, Valsts pētījumu programmas (VPP) “Covid-19 seku mazināšanai” projekta “Jaunu terapeitisko un profilaktisko līdzekļu izstrāde pret Covid-19 un koronavīrusiem” ietvaros.

SARS-CoV-2 first appeared at the end of 2019 and quickly became a serious public health threat, creating a need for therapeutic agents that could treat the disease. One option is to develop a potent inhibitor against a protein that is crucial for the viral life cycle. One such potential target is the non-structural protein 14 (nsp14) that acts as a methyltransferase and is important for viral mRNA stability and translation. The main objective of this work was to produce an active SARS-CoV-2 nsp14 and using NMR fragment screening look for compounds that bind to the S-adenosyl-L-methionine (SAM) binding pocket. In this study, nsp14 and nsp10 were produced in the E. coli expression system and a library of 695 fragments was screened on the nsp14/nsp10 complex using NMR spectroscopy. Out of the 47 compounds that showed binding in the NMR experiments, two showed competitive binding with the SAM analog sinefungin, indicating that they bind at the methyltransferase active site. The work was carried out at the Latvian Institute of Organic Synthesis as a part of the State Research Program project “Towards new therapeutic and prophylactic treatments against Covid-19 and coronaviruses”.