Meniu
Asmeninė anketa Prisijungimas ir registracija
Atgal Pagrindinis » Skaniai ir Paprastai: Receptai Kiekvienam » Medical Health » 2020 » Lapkričio » 08

Study reveals strategy to create COVID-19 drugs to inhibit virus's entry and replication

Study reveals strategy to create COVID-19 drugs to inhibit virus's

SARS-CoV-2, the respiratory virus that causes COVID-19, attacks the body in multiple steps. Gaining entry into cells deep within the lungs and hijacking the human host cell's machinery to churn out copies of itself are two of the earliest steps—both essential for viral infection.

A new study offers insight into designing antiviral drugs against COVID-19 by showing that some existing compounds can inhibit both the main protease (Mpro), a key viral protein required for SARS-CoV-2 replication inside human cells, and the lysosomal protease cathepsin L, a human protein important for viral entry into host cells. The study, led by researchers at the University of South Florida Health (USF Health) Morsani College of Medicine and the University of Arizona College of Pharmacy, was published today in Science Advances.

"If we can develop compounds to shut down or significantly reduce both processes—viral entry and viral replication—such dual inhibition may enhance the potency of these compounds in treating the coronavirus infection," said study co-principal investigator Yu Chen, Ph.D., a USF Health associate professor of molecular medicine with expertise in structure-based drug design. "Metaphorically, it's like killing two birds with one stone."

The USF Health-University of Arizona (UA) collaborators built upon their previous work, which identified and analyzed several promising, existing antiviral drugs as candidates to treat COVID-19. All the candidates chosen to pursue target Mpro to block the replication of SARS-CoV-2 within human cells grown in the laboratory.

Two of the compounds, calpain inhibitors II and XII, did not show as much activity against Mpro as another drug candidate called GC-376 in biochemical tests. However, the calpain inhibitors, especially XII, actually worked better than GC-376 at killing SARS-CoV-2 in cell cultures, said lead author Michael Sacco, a doctoral student in Dr. Chen's laboratory.

"We figured if these calpain inhibitors were less effective at inhibiting the virus's main protease, they must be doing something else to explain their antiviral activity," Sacco said. They learned from research done by other groups, including collaborator and study co-principal investigator Jun Wang, Ph.D., of UA, that calpain inhibitors can block other proteases, including cathepsin L, a critical human host protease involved in mediating SARS-CoV-2 entry into cells.

In this latest study, the USF Health researchers used advanced techniques, particularly X-ray crystallography, to visualize how calpain inhibitors II and XII interacted with viral protein Mpro. They observed that the calpain II inhibitor fit as expected into the targeted binding sites on the surface of the SARS-CoV-2 main protease. Unexpectedly, they also discovered that the calpain XII inhibitor adopted a unique configuration—referred to as "an inverted binding pose"—to tightly fit into Mpro active binding sites. (A snug fit optimizes the inhibitor's interaction with the targeted viral protein, decreasing the enzyme activity that helps SARS-CoV-2 proliferate.)

"Our findings provide useful structural information on how we can design better inhibitors to target this key viral protein in the future," Dr. Chen said.

Besides the increased potency (desired drug effect at a lower dose) of targeting both viral protease Mpro and human protease cathepsin L, another benefit of dual inhibitors is their potential to suppress drug resistance, Dr. Chen said.

SARS-CoV-2 can mutate, or change its targeted genetic sequence. These viral mutations trick the human cell into allowing the virus to attach to the cell's surface membrane and insert its genetic material, and can alter the shape of viral proteins and how they interact with other molecules (including inhibitors) inside the cell.

When the virus mutates so it can continue reproducing, it can become resistant to a particular inhibitor, reducing that compound's effectiveness. In other words, if the genetic sequence of the viral target (lock) changes, the key (inhibitor) no longer fits that specific lock. But let's say the same key can open two locks to help prevent COVID-19 infection; in this case the two locks are Mpro, the viral target protein, and cathepsin L, the human target protein.

"It's harder for the virus to change both locks (two drug targets) at the same time," Dr. Chen said. "So a dual inhibitor makes it more difficult for antiviral drug resistance to develop, because even if the viral protein changes, this type of compound remains effective against the human host protein that has not changed."

The USF Health-University of Arizona research team continues to fine-tune existing antiviral drug candidates to iMprove their stability and performance, and hopes to apply what they've learned to help design new COVID-19 drugs. Their next steps will include solving how calpain inhibitors interact chemically and structurally with cathepsin L.

  • by University of South Florida
  • X-ray crystal structure of the SARS-CoV-2 main protease interacting with calpain inhibitor XII (blue). The antiviral compound was shown to adopt an atypical configuration, called an inverted binding pose, to fit tightly into the targeted viral protein binding site. Credit: Michael Sacco of USF Health, using X-ray crystallography.
Pasaulio naujienas kitaip... skaitykite Paranormal Telegram, FB ir X(twitter) kanale

...kadangi jau perskaitėte šį straipsnį iki pabaigos, prašome Jus prisidėti prie šio darbo. Skaitykite „Paranormal.lt“ ir toliau, skirdami kad ir nedidelę paramos sumą. Paremti galite Paypal arba SMS. Kaip tai padaryti? Iš anksto dėkojame už paramą! Nepamirškite pasidalinti patikusiais tekstais su savo draugais ir pažįstamais.

Turite savo nuomone, tapk autoriumi, prisijunk ir rašykite bloge. Dalinkitės receptais, sveikatos patarimais, nutikimais, susidūrėte su nekasdieniškais reiškiniais. Galite išversti iš užsienio kalbos, talpinkite su nuoroda. Laukiame Jūsų straipsnių, naujienų, apžvalgų ar istorijų!

Niekas neišdrįso palikti komentaro.
Būkite pirmi, kurie pasidalins savo nuomonėmis su kitais.
avatar

Nemokami skelbimai

TAIP PAT SKAITYKITE:
2025-07-17 laikas 14:37 Receptai Perlinės Kruopos su Kalakutienos Kukuliais: Sveika Sriuba ir Jos Nauda
Perlinės kruopos sriuba su kalakutienos kukuliais – sveikas ir sotus patiekalas. Sužinokite receptą ir jo naudą sveikatai! Šiame straipsnyje atskleisime šios sriubos naudą sveikatai, pateiksime išbandytą receptą su praktiniais pat...

Skaityti daugiau

2025-07-16 laikas 14:24 Receptai Tradicinė Pomidorų Sriuba su Mėsos Kukuliais ir Ryžiais: Receptas ir Patarimai
Ši sriuba – tai ne tik maistas, bet ir jaukumo, namų šilumos ir šeimos tradicijų simbolis. Kremiška pomidorų tekstūra, sultingi mėsos kukuliai ir švelnūs ryžiai sukuria tobulą skonių harmoniją, kuri patiks ir vaikams, ir suaugusie...

Skaityti daugiau

2025-07-16 laikas 14:07 Receptai Žemaitiški Blynai su Vištiena ir Sūriu: Tradicinis Receptas ir Patarimai
Atraskite autentišką žemaitiškų blynų su vištiena ir sūriu receptą – tradicinį lietuvišką patiekalą, kuris sužavės savo skoniu ir paprastumu. Sužinokite ingredientų alternatyvas, gaminimo patarimus ir kaip šį patiekalą paversti šv...

Skaityti daugiau

2025-07-21 laikas 08:21 Jungtinės Karalystės migrantų viešbutyje kilo protestai po to, kai prieglobsčio prašytojas buvo apkaltintas seksualiniais nusikaltimais
Demonstracija virto smurtiniais neramumais prie „The Bell Hotel“ viešbučio po to, kai buvo suimtas Etiopijos prieglobsčio prašytojas, apkaltintas seksualine prievarta prieš moksleivę ir moterį Eppingo miesto centre....

Skaityti daugiau

2025-07-21 laikas 08:02 Ką apie jus pasakoja jūsų akių spalva? Moksliniai faktai ir hipotezės
Švedijos Erebro universiteto studijos, rodo, kad genai, lemiantys rainelės spalvą, taip pat daro įtaką smegenų priekinės dalies formavimuisi, kuri atsakinga už mūsų elgesį ir asmenybės bruožus. Šiame straipsnyje gilinsimės į tai, kaip akių spalva sie...

Skaityti daugiau

2025-07-20 laikas 18:50 5 Nesveiki Santykių Įpročiai, Kurie Žudo Meilę: Kaip Juos Įveikti?
Kaltės užglaistymas dovanomis, partnerio kaltinimas dėl savo nesėkmių, senų nuoskaudų priminimas, pavydo kontrolė ar manipuliacijos – šie įpročiai tyliai ardo net stipriausius santykius. Remdamiesi psichologiniais tyrimais ir praktiniais pavyzdžiais,...

Skaityti daugiau

2025-07-20 laikas 18:09 Kodėl Kai Kurie Zodiako Ženklai Negrąžina Skolų? Astrologija ir Psichologija Atsako!
Tikriausiai kiekvienas esame susidūrę su situacija, kai paskolinome pinigų, bet jų taip ir neatgavome. Ar astrologija gali paaiškinti, kodėl kai kurie žmonės vengia grąžinti skolas? Atraskite, kaip Zodiako ženklai veikia finansinius įsipareigojimus!...

Skaityti daugiau

2025-07-20 laikas 17:49 7 Subtilūs Požymiai, Kad Vyras Jumis Domisi – Net Jei Neatrodo!
Šiame straipsnyje aptarsime 7 subtilius požymius, rodančius, kad vyras jumis domisi, net jei jis to atvirai neparodo. Sužinosite, kaip atpažinti šiuos ženklus, pagrįstus psichologiniais tyrimais ir kūno kalbos analize. Ieškokite daugiau apie santykiu...

Skaityti daugiau