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Enregistrement W4283710068 · doi:10.1101/2022.06.27.497816

Iterative computational design and crystallographic screening identifies potent inhibitors targeting the Nsp3 Macrodomain of SARS-CoV-2

2022· preprint· en· W4283710068 sur OpenAlexaff
Stefan Gahbauer, G.J. Correy, M. Schuller, Matteo P. Ferla, Yagmur U. Doruk, Moira Rachman, Taiasean Wu, Morgan E. Diolaiti, Siyi Wang, R. Jeffrey Neitz, D. Fearon, Dmytro S. Radchenko, Yurii S. Moroz, John J. Irwin, Adam R. Renslo, Jenny C. Taylor, Jason E. Gestwicki, F. von Delft, Alan Ashworth, Ivan Ahel, Brian K. Shoichet, James S. Fraser

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2022
Typepreprint
Langueen
DomaineMaterials Science
ThématiqueEnzyme Structure and Function
Établissements canadiensDiscovery Centre
Organismes subventionnairesBiological and Environmental ResearchBasic Energy SciencesNational Institute of Allergy and Infectious DiseasesSLAC National Accelerator LaboratoryDefense Advanced Research Projects AgencyNational Institutes of HealthDirectorate for Biological SciencesUniversity of California, San FranciscoScheme for Promotion of Academic and Research CollaborationSandler FoundationUniversity of OxfordBiotechnology and Biological Sciences Research CouncilOffice of ScienceOvarian Cancer Research AllianceNIHR Oxford Biomedical Research CentreWellcome TrustAstraZenecaBrookhaven National LaboratoryU.S. Department of EnergyNational Institute of General Medical SciencesNational Institute for Health and Care ResearchNational Science Foundation
Mots-clésSevere acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2)Coronavirus disease 2019 (COVID-19)Computational biologyEnzymeSmall moleculePathogenesis2019-20 coronavirus outbreakBiologyChemistryVirologyBiochemistryMedicineImmunologyPathology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract The nonstructural protein 3 (NSP3) of the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) contains a conserved macrodomain enzyme (Mac1) that is critical for pathogenesis and lethality. While small molecule inhibitors of Mac1 have great therapeutic potential, at the outset of the COVID-19 pandemic there were no well-validated inhibitors for this protein nor, indeed, the macrodomain enzyme family, making this target a pharmacological orphan. Here, we report the structure-based discovery and development of several different chemical scaffolds exhibiting low- to sub-micromolar affinity for Mac1 through iterations of computer-aided design, structural characterization by ultra-high resolution protein crystallography, and binding evaluation. Potent scaffolds were designed with in silico fragment linkage and by ultra-large library docking of over 450 million molecules. Both techniques leverage the computational exploration of tangible chemical space and are applicable to other pharmacological orphans. Overall, 160 ligands in 119 different scaffolds were discovered, and 152 Mac1-ligand complex crystal structures were determined, typically to 1 Å resolution or better. Our analyses discovered selective and cell-permeable molecules, unexpected ligand-mediated protein dynamics within the active site, and key inhibitor motifs that will template future drug development against Mac1. Significance Statement SARS-CoV-2 encodes a viral macrodomain protein (Mac1) that hydrolyzes ribo-adenylate marks on viral proteins, disrupting the innate immune response to the virus. Catalytic mutations in the enzyme make the related SARS-1 virus less pathogenic and non-lethal in animals, suggesting that Mac1 will be a good antiviral target. However, no potent inhibitors of this protein class have been described, and pharmacologically the enzyme remains an orphan. Here, we computationally designed potent inhibitors of Mac1, determining 150 inhibitor-enzyme structures to ultra-high resolution by crystallography. In silico fragment linking and molecular docking of > 450 million virtual compounds led to inhibitors with submicromolar activity. These molecules may template future drug discovery efforts against this crucial but understudied viral target.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,004
Score d'incertitude au seuil0,009

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

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.

Tête enseignante Opus0,020
Tête enseignante GPT0,234
Écart entre enseignants0,214 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations15
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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