Crio

May 21, 2023

31 de mayo de 2023 -- Los investigadores utilizaron microscopía crioelectrónica (crio-EM) para visualizar un paso crítico en la replicación del SARS-CoV-2, generando información que podría informar el desarrollo de medicamentos para el COVID-19.

Al principio de la pandemia, los desarrolladores identificaron el procesamiento de la poliproteína SARS-CoV-2 como un objetivo potencial para los antivirales COVID-19. La escisión enzimática de la poliproteína en proteínas individuales es vital para la replicación del virus y, como tal, es una oportunidad para utilizar un fármaco para interrumpir el patógeno. Paxlovid, el primer antiviral contra el COVID-19 en recibir la aprobación total en los EE. UU., inhibe una enzima que escinde la proteína.

El conocimiento de la enzima a la que se dirige Paxlovid, Mpro, proviene de estudios que utilizaron cristalografía de rayos X para obtener imágenes de la proteasa por sí sola y unida a un pequeño péptido diseñado para imitar a la poliproteína. Como tal, los investigadores han carecido de información estructural sobre la Mpro unida a poliproteínas.

La falta de información estructural ha dejado a los investigadores inseguros de cómo Mpro o la poliproteína determinan el orden de escisión. Para abordar esa brecha de conocimiento, un equipo de Penn State utilizó crio-EM para revelar la estructura de Mpro aislada y en un complejo con una región de una poliproteína de coronavirus. Los investigadores han compartido sus hallazgos en el Journal of Biological Chemistry.

Las imágenes crio-EM revelaron que Mpro se asocia con la ubicación de escisión pero hace muy poco contacto con el resto de la poliproteína. Ese hallazgo sugiere que la poliproteína, no la enzima, puede dictar el orden de escisión, como dijo en un comunicado Manju Narwal, investigador postdoctoral en Penn State y primer autor del artículo.

"Si Mpro estuviera impulsando el proceso, seleccionando un sitio de reconocimiento preferido de todas las posibilidades expuestas, esperaríamos que hiciera contactos adicionales con la poliproteína por razones relacionadas con la energía y la estabilidad", dijo Narwal. "Debido a que no vemos esos contactos adicionales, sospechamos que la estructura de la poliproteína puede dictar el orden de división".

Los investigadores todavía están tratando de generar una imagen clara de la poliproteína y visualizar todas sus regiones, un desafío que surge de la aplicación de crio-EM a una estructura relativamente pequeña, pero la evidencia existente sugiere una posible explicación de cómo ocurre la escisión. Por ejemplo, es posible que Mpro inicialmente solo pueda acceder a un número limitado de sitios en la poliproteína. Cuando se escinde una proteína, la enzima puede acceder a un nuevo sitio. De esa forma, la poliproteína podría determinar el orden de escisión.