Cryo

May 21, 2023

31 mai 2023 -- Les chercheurs ont utilisé la cryo-microscopie électronique (cryo-EM) pour visualiser une étape critique dans la réplication du SRAS-CoV-2, générant des informations qui pourraient éclairer le développement de médicaments contre le COVID-19.

Au début de la pandémie, les développeurs ont identifié le traitement de la polyprotéine SARS-CoV-2 comme une cible potentielle pour les antiviraux COVID-19. Le clivage enzymatique de la polyprotéine en protéines individuelles est vital pour la réplication du virus et, en tant que tel, est une opportunité d'utiliser un médicament pour perturber l'agent pathogène. Paxlovid, le premier antiviral COVID-19 à recevoir une approbation complète aux États-Unis, inhibe une enzyme qui clive la protéine.

La connaissance de l'enzyme ciblée par Paxlovid, Mpro, provient d'études qui ont utilisé la cristallographie aux rayons X pour imager la protéase seule et attachée à un petit peptide conçu pour imiter la polyprotéine. En tant que tel, les chercheurs ont manqué d'informations structurelles sur Mpro lié aux polyprotéines.

Le manque d'informations structurelles a laissé les chercheurs incertains de la façon dont Mpro ou la polyprotéine déterminent l'ordre de clivage. Pour combler ce manque de connaissances, une équipe de Penn State a utilisé la cryo-EM pour révéler la structure de Mpro de manière isolée et dans un complexe avec une région d'une polyprotéine de coronavirus. Les chercheurs ont partagé leurs découvertes dans le Journal of Biological Chemistry.

Les images cryo-EM ont révélé que Mpro associe l'emplacement de clivage mais fait très peu de contact avec le reste de la polyprotéine. Cette découverte suggère que la polyprotéine, et non l'enzyme, peut dicter l'ordre de clivage, comme l'a déclaré Manju Narwal, chercheur postdoctoral à Penn State et premier auteur de l'article, dans un communiqué.

"Si Mpro dirigeait le processus, en sélectionnant un site de reconnaissance préféré parmi toutes les possibilités exposées, nous nous attendrions à ce qu'il établisse des contacts supplémentaires avec la polyprotéine pour des raisons liées à l'énergétique et à la stabilité", a déclaré Narwal. "Parce que nous ne voyons pas ces contacts supplémentaires, nous soupçonnons que la structure de la polyprotéine peut plutôt dicter l'ordre de clivage."

Les chercheurs essaient toujours de générer une image claire de la polyprotéine et de visualiser toutes ses régions, un défi qui découle de l'application de cryo-EM à une structure relativement petite, mais les preuves existantes suggèrent une explication potentielle de la façon dont le clivage se produit. Par exemple, Mpro peut initialement ne pouvoir accéder qu'à un nombre limité de sites dans la polyprotéine. Lorsqu'une protéine est clivée, l'enzyme peut accéder à un nouveau site. De cette manière, la polyprotéine pourrait déterminer l'ordre de clivage.