Catalytic Dyad Residues His41 and Cys145 Impact the Catalytic Activity and Overall Conformational Fold of the Main SARS-CoV-2 Protease 3-Chymotrypsin-Like Protease
Notice bibliographique
Résumé
Coronaviruses are responsible for multiple pandemics and millions of deaths globally, including the current pandemic of coronavirus disease 2019 (COVID-19). Development of antivirals against coronaviruses, including the severe acute respiratory syndrome-coronavirus 2 (SARS-CoV-2) responsible for COVID-19, is essential for containing the current and future coronavirus outbreaks. SARS-CoV-2 proteases represent important targets for the development of antivirals because of their role in the processing of viral polyproteins. 3-Chymotrypsin-like protease (3CLpro) is one such protease. The cleavage of SARS-CoV-2 polyproteins by 3CLpro is facilitated by a Cys145-His41 catalytic dyad. We here characterized the catalytic roles of the cysteine-histidine pair for improved understanding of the 3CLpro reaction mechanism, to inform the development of more effective antivirals against Sars-CoV-2. The catalytic dyad residues were substituted by site-directed mutagenesis. All substitutions tested (H41A, H41D, H41E, C145A, and C145S) resulted in a complete inactivation of 3CLpro, even when amino acids with a similar catalytic function to that of the original residues were used. The integrity of the structural fold of enzyme variants was investigated by circular dichroism spectroscopy to test if the catalytic inactivation of 3CLpro was caused by gross changes in the enzyme secondary structure. C145A, but not the other substitutions, shifted the oligomeric state of the enzyme from dimeric to a higher oligomeric state. Finally, the thermodynamic stability of 3CLpro H41A, H41D, and C145S variants was reduced relative the wild-type enzyme, with a similar stability of the H41E and C145A variants. Collectively, the above observations confirm the roles of His41 and Cys145 in the catalytic activity and the overall conformational fold of 3CLpro SARS-CoV-2. We conclude that the cysteine-histidine pair should be targeted for inhibition of 3CLpro and development of antiviral against COVID-19 and coronaviruses.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».