COVID-19 é causado por um vírus conhecido como SARS-CoV-2, que é semelhante em estrutura a dois outros vírus que causaram surtos recentes:SARS-CoV, que causou um surto de SARS em 2003, e MERS-CoV, a causa de um surto de Síndrome Respiratória no Oriente Médio em 2012.

No Journal of Chemical Physics , cientistas da Escola de Farmácia da Universidade de Maryland relatam investigações em nível molecular desses três vírus, fornecendo um caminho possível para novos medicamentos antivirais para combater as três doenças. Atualmente, nenhum tratamento ou drogas eficazes existem para qualquer uma dessas doenças coronavírus.

Os pesquisadores analisaram uma proteína viral que desempenha um papel fundamental na capacidade do vírus de se replicar uma vez dentro do corpo. Esta proteína também desempenha um papel na derrota do sistema imunológico do hospedeiro, portanto, fornece um alvo particularmente atraente para potenciais tratamentos com drogas.

A proteína, uma enzima conhecida como protease semelhante à papaína, PLPro, é quase idêntico no SARS-CoV-2 e SARS-CoV, mas é ligeiramente diferente no MERS-CoV. Muito recentemente, o primeiro raio-X estrutural desta enzima revelou uma forma no domínio catalítico semelhante a uma mão com um "polegar, " "Palma, "e" dedos ".

O polegar e a palma da mão se unem para formar um local de ligação, onde uma molécula de droga poderia ser potencialmente capturada. Os dedos dobram para baixo sobre esta região e fornecem integridade estrutural que é essencial para a atividade de PLPro.

Os pesquisadores descobriram que pequenas mudanças no pH podem alterar a forma desta enzima por meio de um processo conhecido como protonação, onde os íons de hidrogênio se ligam a certas unidades de aminoácidos na proteína.

"A troca de estado de protonação é um importante mecanismo de transdução de energia, "disse a autora Jana Shen.

O co-autor Jack Henderson disse:"A proteína de pico do coronavírus, por exemplo, faz uso de interruptores de estado de protonação para induzir grandes mudanças conformacionais necessárias para a fusão da membrana. "

A fusão da membrana é o primeiro passo na infecção. Um vírus se liga à membrana externa de uma célula, fazendo seu caminho para dentro, onde pode começar a formar cópias de si mesmo que se espalham por todo o corpo.

Outra característica importante do sítio de ligação PLpro é uma cadeia de unidades de aminoácidos chamada de loop BL2. Os pesquisadores descobriram que esse loop pode abrir ou fechar nos vírus SARS quando um determinado aminoácido do loop é protonado ou desprotonado. No vírus MERS, Contudo, a alça é flexível mesmo sem esse aminoácido.

Este recurso sugere que uma droga em potencial poderia ter como alvo o loop BL2, fazendo com que se feche e se ligue fortemente a um inibidor viral.

"Nosso trabalho fornece um ponto de partida para futuras investigações mecanicistas usando abordagens de nível superior, "disse Shen.