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May 21, 2023

31 de maio de 2023 - Pesquisadores usaram microscopia crioeletrônica (cryo-EM) para visualizar uma etapa crítica na replicação do SARS-CoV-2, gerando insights que podem informar o desenvolvimento de medicamentos para COVID-19.

No início da pandemia, os desenvolvedores identificaram o processamento da poliproteína SARS-CoV-2 como um alvo potencial para os antivirais COVID-19. A clivagem enzimática da poliproteína em proteínas individuais é vital para a replicação do vírus e, como tal, é uma oportunidade de usar uma droga para interromper o patógeno. Paxlovid, o primeiro antiviral COVID-19 a receber aprovação total nos EUA, inibe uma enzima que cliva a proteína.

O conhecimento da enzima visada pelo Paxlovid, Mpro, vem de estudos que usaram cristalografia de raios-X para visualizar a protease por conta própria e ligada a um pequeno peptídeo projetado para imitar a poliproteína. Como tal, os pesquisadores carecem de informações estruturais sobre o Mpro ligado à poliproteína.

A falta de informações estruturais deixou os pesquisadores inseguros sobre como o Mpro ou a poliproteína determinam a ordem de clivagem. Para resolver essa lacuna de conhecimento, uma equipe da Penn State usou crio-EM para revelar a estrutura do Mpro isoladamente e em um complexo com uma região de uma poliproteína de coronavírus. Os pesquisadores compartilharam suas descobertas no Journal of Biological Chemistry.

As imagens cryo-EM revelaram que Mpro associa o local de clivagem, mas faz muito pouco contato com o restante da poliproteína. Essa descoberta sugere que a poliproteína, não a enzima, pode ditar a ordem de clivagem, como disse Manju Narwal, pesquisador de pós-doutorado na Penn State e primeiro autor do artigo, em um comunicado.

"Se o Mpro estivesse conduzindo o processo, selecionando um local de reconhecimento preferido de todas as possibilidades expostas, esperaríamos que ele fizesse contatos adicionais com a poliproteína por razões relacionadas à energia e estabilidade", disse Narwal. "Como não vemos esses contatos adicionais, suspeitamos que a estrutura da poliproteína possa ditar a ordem de clivagem".

Os pesquisadores ainda estão tentando gerar uma imagem clara da poliproteína e visualizar todas as suas regiões, um desafio que decorre da aplicação de crio-EM a uma estrutura relativamente pequena, mas as evidências existentes sugerem uma possível explicação de como a clivagem ocorre. Por exemplo, Mpro pode inicialmente ser capaz de acessar apenas um número limitado de locais na poliproteína. Quando uma proteína é clivada, a enzima pode obter acesso a um novo local. Dessa forma, a poliproteína poderia determinar a ordem de clivagem.