Une nouvelle recherche publiée dans le bioRxiv* Le serveur de préimpression suggère qu’un petit peptide cationique connu sous le nom de crotamine peut inhiber la réplication et la transcription du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2). La crotamine sous forme d’énantiomère D a inhibé avec succès la réplication du SRAS-CoV-2 en ciblant l’endopeptidase C30 (3CLpro protéase).
Étude : Conception d’acides aminés D SARS-CoV-2 Principaux inhibiteurs de la protéase utilisant le peptide cationique du venin de serpent à sonnette comme échafaudage. Crédit d’image : Dmitri Gomon/Shutterstock
La crotamine se trouve dans le serpent à sonnettes Crotalus durissus terrificus venin et possède des propriétés analgésiques, antibactériennes et hémolytiques. D’autres médicaments, tels que l’énalapril et l’eptifibatide, sont à base de venin de serpent et approuvés par la Food & Drug Administration des États-Unis.
L’avantage du type sauvage sélectionné était dû à ses propriétés de pénétration cellulaire, même sous forme d’énantiomère D, une stabilité et une spécificité élevées, ainsi qu’une sélectivité contre la protéase 3CL cible ont été observées », a conclu l’équipe de recherche.
Isoler le peptide et l’administrer à faible dose peut aider à créer un traitement contre la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) pour les personnes atteintes d’une maladie grave.
L’étude
Les chercheurs ont exprimé la protéine de fusion SARS-CoV-2 3CLpro_GST, nécessaire à la réplication virale, sur E. coli cellules Lemo21 et les a ensuite purifiées. La protéase virale a été exposée à la fois à la crotamine et à des peptides modifiés avec des résidus de cystéine substitués connus sous le nom de L-CDP2-9 pour déterminer le meilleur peptide inhibiteur.
Les premiers tests d’inhibition ont montré que les peptides L-CDP1, L-CDP2, L-CDP7 et L-CDP8 avaient une inhibition de 80% contre la protéase virale. Ils ont également testé la concentration minimale nécessaire pour que la crotamine ait une inhibition à 100% contre le 3CLpro protéase. Une inhibition de la protéase à 100 % a été obtenue à 300 uM.
L-CDP1 a provoqué une inhibition complète de l’activité de la protéase du SRAS-CoV-2 à 30 µM. Un dérivé de crotamine avec une substitution d’acide aminé connu sous le nom de L-peptide-7 a provoqué une inhibition de 100 % à 60 µM.
Des substitutions de résidus cystéine, en particulier une substitution en position 36, ont augmenté l’activité inhibitrice de L-CDP7.
Un essai de protéase basé sur la fluorescence a confirmé la forme conformationnelle du peptide pendant l’inhibition. Les peptides L-CDP1, L-CDP7 et L-CDP8 se sont avérés être des inhibiteurs compétitifs.
Les résultats indiquent que ces peptides interagissent directement avec les résidus d’acides aminés situés dans le site actif ou avec les acides aminés situés dans la région de liaison au substrat de la protéase, empêchant l’entrée du substrat dans le site actif », ont expliqué les chercheurs.
Pour protéger contre la dégradation des peptides de l’énantiomère L, l’équipe de recherche a créé CDP1 et CDP7 sous forme d’énantiomère D. Le raisonnement était que les peptides D sont plus stables ; Les peptides L-CDP peuvent se dégrader par hydrolyse par des protéases. Étant donné que les peptides D étaient des images miroir des peptides L, l’équipe a prédit que l’affinité de liaison et leur effet inhibiteur devraient être similaires. Les résultats ont montré que D-CDP1 et D-CDP7 sont également des inhibiteurs compétitifs. Cependant, l’interaction du D-CDP1 avec la protéase SARS-CoV-2 est dix fois plus forte que celle du D-CDP7.
Sur la base des résultats, l’équipe a ensuite examiné l’efficacité de l’amarrage moléculaire de L-CDP1 et D-CDP1 à l’aide d’une simulation Web. Les simulations ont montré que les résidus d’acides aminés de la protéase virale interagissaient avec la liaison au ligand, suggérant un mode d’interaction potentiel.
Le résidu d’acide aminé, His41, a semblé interagir avec la liaison hydrogène des résidus Lys31 de L-CDP1. Les résidus d’acides aminés restants se trouvent dans la région de liaison au substrat, ce qui confirme que l’interaction est une inhibition compétitive.
D-CDP1, d’autre part, agit en plaçant le peptide dans la région de liaison au substrat, provoquant le blocage du site actif de la protéase.
*Avis important
bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, orienter la pratique clinique/le comportement lié à la santé, ou traités comme des informations établies.