ВИЧ умеет тонко изменять химическое окружение металлов
увидеть комментарии (0)
04.02.2020
Прикрепленная к вирусной нуклеиновой кислоте интеграза разрезает ДНК клетки-хозяина, помогая вирусу встроить свои гены в хромосому / © Howard Hughes Medical Institute
Источник: Naked Science | Полина Гершберг | «Ученые выяснили, как ВИЧ вырабатывает устойчивость к лекарствам» | https://naked-science.ru/article/medicine/uchenye-vyyasnili-kak-vich-vyrabatyvaet-ustojchivost-k-lekarstvam |
Мутации и потеря молекул воды помогают важному ферменту вируса иммунодефицита человека уходить от связывающего действия лекарственных препаратов.
Исследователи из Института рака имени Фрэнсиса Крика в Лондоне и Института онкологии Дана-Фарбер в Бостоне описали механизм, благодаря которому вирус иммунодефицита человека способен развивать устойчивость к широко используемым препаратам. Статья об этой работе опубликована в журнале Science.
Сегодня существует целый ряд лекарств, которые помогают контролировать ВИЧ-инфекцию. В том числе к этим лекарствам относятся препараты-ингибиторы вирусной интегразы: ралтегравир, элвитегравир, долутегравир и биктегравир. Все они связываются с одним из ключевых ферментов ВИЧ, блокируя включение вирусной ДНК в хромосомы человека.
Хотя ингибиторы интегразы проявляют высокую активность в связывании и блокировании фермента, со временем вирус может ослаблять связь между энзимом и молекулой лекарства. Ученые обнаружили это в процессе исследования вирусной интегразы методом криоэлектронной микроскопии.
«Необычное свойство этих лекарств заключается в том, что они взаимодействуют с ионами металлов (например с цинком в случае интегразы. Прим. ред.), что обычно позволяет им создавать очень прочные связи с активным центром вирусного фермента, объясняет Петр Черепанов, один из соавторов исследования. Мы обнаружили, что ВИЧ может тонко изменять химическое окружение металлов и, словно при помощи дистанционного управления, ослаблять степень связывания». Снижение связывающего эффекта препаратов происходит из-за комбинированного эффекта мутаций и потери молекул воды в активном центре интегразы.
Исследование позволило ученым не только установить, как именно фермент освобождается от «лекарственных уз», но и четко визуализировать область связывания препаратов с интегразой. «Это <
> станет основой для разработки более эффективных ингибиторов интегразы, которые могли бы улучшить жизнь многих миллионов людей, живущих с ВИЧ», уверен еще один соавтор работы Алан Энгельман.
Работа, проведенная Черепановым, Энгельманом и их коллегами, имеет важное значение для понимания механизмов выработки устойчивости к целой группе противовирусных препаратов «первой линии». Кроме того, исследование показывает потенциал криоэлектронной микроскопии для выявления сложных межмолекулярных связей.
********************************
Source: Science | «Structural basis of second-generation HIV integrase inhibitor action and viral resistance» | https://science.sciencemag.org/content/early/2020/01/30/science.aay4919 |
<... Abstract
Despite worldwide prescription, the mechanistic basis for superiority of second-generation HIV integrase (IN) strand transfer inhibitors (INSTIs) is poorly understood. We use single-particle cryo-electron microscopy to visualize the mode of action of the advanced INSTIs dolutegravir and bictegravir at near atomic resolution. Q148H/G140S amino acid substitutions in IN that pervade clinical INSTI failure perturb optimal magnesium ion coordination in the enzyme active site. The expanded chemical scaffolds of second-generation compounds mediate interactions with the protein backbone, which are critical for antagonizing Q148H/G140S mutant virus. Our results reveal that binding to magnesium ions underpins a fundamental weakness of the INSTI pharmacophore that is exploited by the virus to engender resistance and provide a structural framework for the development of this important class of anti-HIV/AIDS therapeutics. ...>
назад