Ein internationales Team führender Experten vom Gesundheitsministerium der Vereinigten Staaten, des Argonne National Laboratory, der Polnischen Akademie der Wissenschaften und er Universität Poznan, der University of Virginia, und unserem Institut für Genetische Epidemiologie der Medizinischen Universität Innsbruck haben den Leitartikel der FEBS Journal Spezialausgabe zur Covid-19 Pandemie beigetragen (Titelseite anbei).

Die Titelseite gestaltet von Marcin Minor illustriert die Arbeit des Teams: die Visualisierung der wichtigsten Komponenten des SARS-CoV-2 Coronavirus mittels Röntgenstrukturanalyse und verwandter Methoden zur Strukturaufklärung und liefert dabei wertvolle und unerlässliche Information zur strukturgeleiteten Entwicklung neuer antiviraler Medikamente.

Zielmoleküle der neuen Wirkstoffe sind Proteine an der Oberfläche des Coronaviruses, wie zum Beispiel das Spike Protein, das zum Eintritt des Viruses in die Wirtszelle nötig ist, in dem es an die Protease Domain des menschlichen Angiotensin Converting Enzyme 2 (ACE2) bindet. Andere wichtige Zielmoleküle sind virale Proteasen wie 3CLpro oder PLpro deren Inhibition durch antivirale Medikamente den Zusammenbau neuer, aktiver Viruspartikel effektiv unterbindet.

Die molekularen Strukturen der viralen Zielmoleküle werden für strukturgeleitete Wirkstoffentwicklung verwendet, um die Bindung von Inhibitoren an die Zielproteine vorherzusagen und zu optimieren, um den Viruseintritt zu blockieren oder dessen Replikation zu stoppen. Der Erfolg der Methode hängt von der Qualität der zugrundeliegenden molekularen Strukturen ab, die in rascher Folge von vielen Forschern weltweit bestimmt werden. Nur qualitative hochwertige Strukturmodelle können zum präzisen Design und Entwicklung von neuen Wirkstoffen herangezogen werden. Fehlschläge durch Verwendung ungeeigneter oder fehlerhafter Strukturmodelle können teuer sein und die Entwicklung neuer antiviraler Wirkstoffe signifikant verzögern.

Das SARS-CoV-2 Validierungs-Team unter der Leitung von Mariusz Jaskolski in Poznan überprüft die öffentlich hinterlegten Strukturmodelle in allen Details und wenn nötig, korrigieren Mitglieder des Teams vorhandene Fehler und verbessern die Strukturmodelle. Die Ergebnisse werden wöchentlich aktualisiert und sind über einen an der University of Virginia installierten Webserver verfügbar. Wissenschaftler die an der Entdeckung antiviraler Arzneimittel arbeiten können die Prüfresultate oder verbesserten Modelle der neuesten SARS-CoV-2 Strukturen kostenlos herunterladen: https://covid-19.bioreproducibility.org/.

Die nebenstehnde Abbbildung illustriert die Arbeit des SARS-CoV-2 Validation Teams: Sorgfältige Prüfung der Qualitätsmerkmale sowie Untersuchung der primären Evidenz auf der die Modelle basieren, die im Falle von Röntgenkristallstruktur in der Elektronendichte besteht.

GENEPI Forscher beteiligt: Bernhard Rupp, ein international angesehener Lehrbuchauthor und Experte in Biomolekularer Kristallographie und Strukturgeleiteter Wirkstoffentwicklung.

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