헤르페스 단순 바이러스 유형 1 티미딘 키나아제의 야생형 및 엔지니어링된 Y101F 변이체와 (북) 메타노카르바-티미딘의 상호작용에 대한 운동학 및 결정 구조,

야생형 헤르페스 단순 바이러스 유형 1 티미딘 키나아제(TK(HSV1))와 강력한 항바이러스 약물인 2'-exo-methanocarba-thymidine (MCT)에 작용하는 Y101F 변이체 TK(HSV1)(Y101F)의 운동학 및 결정학적 분석이 수행되었습니다. 운동학적 연구에서는 Y101F로 처리된 티미딘에 대해 야생형 TK(HSV1)와 비교했을 때 K(M)이 12배 증가하는 것을 보여줍니다. 더 나아가, MCT는 야생형과 변이형 TK(HSV1) 모두의 기질입니다. TK(HSV1) 및 TK(HSV1)(Y101F)에 대한 결합 친화도는 K(i)로 표현되며, 각각 11 μM 및 51 μM입니다. 반면, 인간 세포질 티미딘 키나아제의 K(i)는 1.6 mM에 이르러 TK(HSV1)를 항바이러스 활성의 선택성 필터로 만듭니다. 또한, TK(HSV1)(Y101F)는 Y101F 변이체가 야생형 효소에 비해 MCT에 대한 특이성이 증가하면서 dT에 대한 촉매 효율(k(cat)/K(M))의 비율이 감소하는 것을 보여줍니다. MCT와 복합체를 형성하는 야생형 및 변이형 TK(HSV1)의 결정 구조는 각각 1.7 및 2.4 A의 해상도로 결정되었습니다. MCT의 티민 부분은 dT의 염기처럼 결합하고, 당 부분을 모방한 입체적으로 제한된 bicyclo3.1.0 헥산은 자유 화합물에서 관찰된 것보다 더 평탄한 2'-exo 봉쇄 형태를 가집니다. 당과 유사한 부분 주변의 수소 결합 패턴은 티미딘의 것과 다르며, 이는 수소 결합에 대한 MCT의 강직한 형태의 중요성을 드러냅니다. 이러한 발견은 MCT를 항바이러스 요법을 위한 저항 회피 약물 설계의 선도 화합물로 만들어주며, 변이체 Y101F와 MCT의 조합은 유전자 치료의 새로운 가능성을 엽니다.