Mechanismus der antiviralen Aktivitäten von 3′-substituierten L-Nukleosiden gegen 3Tc-resistente HBV-Polymerase: Ein molekulares Modellierungsansatz

Der Vergleich der aktiven Stellen der menschlichen HIV-1-RNA-Polymerase (RT) und der homologie-modellierten Hepatitis-B-Virus (HBV)-Polymerase zeigt, dass die aktiven Stellen beider Enzyme für L-Nukleoside zugänglich sind, aber die Position, an der der 3'-Substituent des L-Ribose in der HBV-Polymerase projiziert, breiter und tiefer als bei HIV-1 RT ist, was es der HBV-Polymerase ermöglicht, verschiedene 3'-substituierte L-Nukleoside aufzunehmen. Der Platz reicht jedoch nicht aus, um einen voluminösen 3'-Substituenten wie die 3'-Azidogruppe von L-3'-Azido-3'-deoxythymidin aufzunehmen. Die Analyse der minimierten Struktur des rtM204V HBV-Polymerase/3TCTP-Komplexes zeigt, dass anstelle des durch rtV204 erzeugten sterischen Stresses der Verlust des van-der-Waals-Kontakts rund um die Oxathiolane-Zuckergruppe von 3TCTP, verursacht durch die Mutation, zur Zerschlagung der aktiven Stelle führt. Daher können Nukleoside, die durch zusätzliche spezifische Wechselwirkungen mit den Enzym-Resten stabilisiert werden, mehr Möglichkeiten haben, die Destabilisierung durch den Verlust der hydrophoben Wechselwirkung, die durch die Mutation verursacht wird, zu umgehen. Insbesondere wäre die Substitution an der 3'-Position vorteilhaft, da die HBV-Polymerase über einen weit geöffneten Raum verfügt, der aus dem hochkonservierten Motiv (YMDD) besteht, in dem die 3'-Substituenten der L-Nukleoside projiziert sind. Unser Beispiel zeigt, dass das 3'-Fluoratom zur antiviralen Aktivität von L-3'-Fd4CTP gegen rtM204V HBV-Polymerase beiträgt, indem es leicht den Verlust der van-der-Waals-Interaktion um die 2',3'- Doppelbindung durch die Bildung einer Wasserstoffbrücke zur Amidrückgrat von rtD205 kompensiert.