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:
2025-12-07 laikas 23:05 Receptai Citrininis varškės keksas su manais: receptas, kalorijos ir maistinė nauda

Citrininis varškės keksas su manais – drėgnas ir purūs desertas vos per 180 kcal porcijoje. Sužinokite maistinę vertę, kaip sumažinti cukrų ir kalorijas bei iškepti idealiai!

Skaityti daugiau

2025-11-29 laikas 15:48 Receptai Grietininis pyragas su soda – purus, drėgnas ir labai paprastas receptas dideliam stalui

Klasikinis lietuviškas grietininis pyragas su soda iš 1 litro grietinės – purus, drėgnas, pigus ir labai paprastas. Tobulas dideliam stalui, svečiams ar kelionėms. Su tiksliomis kalorijomis, maistine verte ir sveikesnėmis...

Skaityti daugiau

2025-11-29 laikas 15:34 Receptai Varškės pyragas su karamele ir riešutais – klasikinis lietuviškas desertas, kurio norėsis dar ir dar

Varškės pyragas su karamele ir riešutais – lietuviška klasika! Trapus pagrindas, purus įdaras ir sodri karamelė. Receptas + kalorijos, maistinė vertė ir kaip padaryti sveikesnį. Tobulas desertas šventėms ir kasdienai.

...

Skaityti daugiau

2025-12-10 laikas 11:18 Kaip skyrybos keičia vyrus: stipresnis, atsargesnis ar vienišas?
Skyrybos vyrams – stiprus emocinis smūgis, kuris dažnai paverčia juos atsargesniais, analitiškesniais ir net pasirengusiais sąmoningai rinktis vienatvę. Sužinokite, kodėl vyrai po išdavystės ir skyrybų retai nešiojasi neapykantą buvusiajai, tampa žym...

Skaityti daugiau

2025-12-10 laikas 10:04 Kalėdinis kaktusas: priežiūra namuose ir žydėjimo paslaptys
Kalėdinis kaktusas (Schlumbergera truncata) – populiarus kalėdinis kambarinis augalas, žydintis būtent žiemos švenčių metu. Sužinokite visas priežiūros taisykles: tinkamą laistymą, šviesos ir tamsos režimą, kaip priversti žydėti tiksliai per Kalėdas,...

Skaityti daugiau

2025-12-10 laikas 08:43 Po 25 metų jis pasakė „Man labai gaila“: ar melas dėl nėštumo išgelbėjo, ar sugriovė šeimą?
Po 25 metų santuokos vyras prisipažino niekada visiškai nepaleidęs buvusiosios ir visą laiką jautęs kaltę. Moteris jaunystėje melavo apie nėštumą, kad jį išlaikytų. Dabar abu atsidūrė aklavietėje. Tikra istorija ar pramanas? Šis tekstas pastarosiomis...

Skaityti daugiau

2025-12-10 laikas 08:25 Paveldėtas butas tapo laisve: kodėl žmona paliko vyrą be scenų

Tikra skaitytojo istorija sukrėtė tūkstančius: žmona paveldėjo butą ir tyliai išėjo iš šeimos – ne pas kitą vyrą, o tiesiog pas save. Kodėl moterys palieka ne piktai, o ramiai? Ar tai tik pramanas, ar tikrovė, kurią daugelis atpažįsta savo s...

Skaityti daugiau

2025-12-10 laikas 08:13 Sūnaus vestuvėse mane pasodino pačiame gale – tikra skaudi istorija, kuri sukrėtė tūkstančius
Skaudi istorija apie motiną, kurią sūnus pasodino vestuvių salės gale kaip svetimą. Netrukus paaiškėjo, kad šalia sėdi jos praeities meilė – milijonierius, kuris ką tik nupirko pastatą, kuriame dirba sūnus. Vakaras baigėsi skandalu, netektu darbu ir ...

Skaityti daugiau