Strukturelle Basis für die Acylierungsreaktion der Alphacoronavirus 3C-ähnlichen Protease

Coronavirus 3C-ähnliche Proteasen (3CLpro) sind entscheidend für die virale Replikation und bieten Ziele für antivirale Medikamente. Mit dem enteropathogenen Alphacoronavirus Porcines epidemisches Durchfallvirus (PEDV) als Modell bestimmten wir die Kristallstruktur einer inaktiven PEDV 3CLpro-Variante (C144A) im Komplex mit einem Peptid des NF-κB-essentiellen Modulators (NEMO227–233). Die strukturelle Charakterisierung zeigte, dass die konformationelle Änderung des S1′-Taschen von PEDV 3CLpro Toleranz für nicht-konventionelles P1′-Val aus einem NEMO-Peptidsubstrat verlieh, was auf eine starke Substratunterbringung hinweist. Durch die Kombination von klassischer und Quantenmechanik/Molekulardynamik-Simulationen erkundeten wir die freien Energie-Landschaften, die mit dem Acylierungsschritt von PEDV 3CLpro in Bezug auf verschiedene Substrate verbunden sind. Die P1′-Stelle spielt eine Schlüsselrolle in der Thermodynamik und Kinetik der Proteolyse, und die S1′-Tasche könnte die energiefreie Kosten der Acylierungsreaktion beeinflussen. Unsere Studie bietet strukturelle Einblicke in die durch Coronavirus 3CLpro vermittelte Spaltung und wird die Entwicklung von antiviralen Medikamenten gegen Coronavirus informieren.