Fragment binding to the Nsp3 macrodomain of SARS-CoV-2 identified through crystallographic screening and computational docking

dc.creatorMarion Schuller
dc.creatorUrsula Schulze Gahmen
dc.creatorTristan W. Owens
dc.creatorIshan Deshpande
dc.creatorGregory E. Merz
dc.creatorAye C. Thwin
dc.creatorJustin T. Biel
dc.creatorJessica K. Peters
dc.creatorMichelle Moritz
dc.creatorNadia Herrera
dc.creatorHuong T. Kratochvil
dc.creatorGalen J. Correy
dc.creatorQcrg Structural Biology Consortium
dc.creatorAnthony Aimon
dc.creatorJames M. Bennett
dc.creatorJose Brandao Neto
dc.creatorAina E. Cohen
dc.creatorAlexandre Dias
dc.creatorAlice Douangamath
dc.creatorLouise Dunnett
dc.creatorOleg Fedorov
dc.creatorMatteo P. Ferla
dc.creatorStefan Gahbauer
dc.creatorMartin Fuchs
dc.creatorTyler J. Gorrie-stone
dc.creatorJames M. Holton
dc.creatorMichael G. Johnson
dc.creatorTobias Krojer
dc.creatorGeorge Meigs
dc.creatorAilsa J. Powell
dc.creatorJohannes Gregor Matthias Rack
dc.creatorVictor L. Rangel
dc.creatorSilvia Russi
dc.creatorDaren Fearon
dc.creatorRachael E. Skyner
dc.creatorClyde A. Smith
dc.creatorAlexei S. Soares
dc.creatorJennifer L. Wierman
dc.creatorKang Zhu
dc.creatorPeter O'Brien
dc.creatorNatalia Jura
dc.creatorAlan Ashworth
dc.creatorJohn Irwin
dc.creatorMichael C. Thompson
dc.creatorTaiasean Wu
dc.creatorJason E. Gestwicki
dc.creatorFrank Vondelft
dc.creatorBrian K. Shoichet
dc.creatorJames S. Fraser
dc.creatorIvan Ahel
dc.creatorRoberto Efraín Díaz
dc.creatorIris D. Young
dc.creatorLuan Carvalho Martins
dc.creatorDominique H. Smith
dc.date.accessioned2024-09-26T22:07:53Z
dc.date.accessioned2025-09-09T00:12:06Z
dc.date.available2024-09-26T22:07:53Z
dc.date.issued2021
dc.description.abstractO macrodomínio do coronavírus 2 da síndrome respiratória aguda grave (SARS-CoV-2) dentro da proteína não estrutural 3 neutraliza a sinalização antiviral de adenosina difosfato-ribosilação mediada pelo hospedeiro. Esta enzima é um alvo antiviral promissor porque as mutações catalíticas tornam os vírus não patogênicos. Aqui, relatamos um esforço massivo de triagem cristalográfica e encaixe computacional, identificando nova matéria química visando principalmente o sítio ativo do macrodomínio. A triagem cristalográfica de 2533 fragmentos diversos resultou em 214 ligantes de macrodomínio exclusivos. Mais 60 moléculas foram selecionadas do encaixe de mais de 20 milhões de fragmentos, dos quais 20 foram confirmados cristalograficamente. A coleta de dados de raios X em resolução ultra-alta e em temperatura fisiológica permitiu a avaliação da heterogeneidade conformacional ao redor do sítio ativo. Vários fragmentos acertos foram confirmados por ligação de solução usando três técnicas biofísicas (fluorimetria de varredura diferencial, fluorescência homogênea resolvida no tempo e calorimetria de titulação isotérmica). As 234 estruturas de fragmentos exploram uma ampla gama de quimiotipos e fornecem pontos de partida para o desenvolvimento de inibidores potentes do macrodomínio SARS-CoV-2.
dc.format.mimetypepdf
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.1126/sciadv.abf8711
dc.identifier.issn23752548
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/76930
dc.languageeng
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.relation.ispartofScience Advances
dc.rightsAcesso Aberto
dc.subjectCOVID-19
dc.subjectFarmacologia
dc.subjectModelagem Molecular
dc.subject.otherCOVID-19
dc.subject.otherFarmacology
dc.subject.otherMolecular Docking Simulation
dc.titleFragment binding to the Nsp3 macrodomain of SARS-CoV-2 identified through crystallographic screening and computational docking
dc.title.alternativeFragmento ligado ao macrodomínio Nsp3 do SARS-CoV-2 identificado por meio de triagem cristalográfica e encaixe computacional
dc.typeArtigo de periódico
local.citation.issue16
local.citation.volume7
local.description.resumoThe severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) macrodomain within the nonstructural protein 3 counteracts host-mediated antiviral adenosine diphosphate–ribosylation signaling. This enzyme is a promising antiviral target because catalytic mutations render viruses nonpathogenic. Here, we report a massive crystallographic screening and computational docking effort, identifying new chemical matter primarily targeting the active site of the macrodomain. Crystallographic screening of 2533 diverse fragments resulted in 214 unique macrodomain-binders. An additional 60 molecules were selected from docking more than 20 million fragments, of which 20 were crystallographically confirmed. X-ray data collection to ultra-high resolution and at physiological temperature enabled assessment of the conformational heterogeneity around the active site. Several fragment hits were confirmed by solution binding using three biophysical techniques (differential scanning fluorimetry, homogeneous time-resolved fluorescence, and isothermal titration calorimetry). The 234 fragment structures explore a wide range of chemotypes and provide starting points for development of potent SARS-CoV-2 macrodomain inhibitors.
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentICB - DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA E IMUNOLOGIA
local.publisher.initialsUFMG
local.url.externahttps://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abf8711

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