Выявлены потенциальные мишени для лекарств в исследовании фермента вируса африканской чумы свиней

Вирус африканской чумы свиней (АЧС) — единственный инфекционный вирус млекопитающих, кодирующий ДНК-топоизомеразу II типа. Он нанес серьезный ущерб мировой свиноводческой отрасли, а безопасные и эффективные коммерческие вакцины и препараты до сих пор отсутствуют.

Исследование ДНК-топоизомеразы II типа pP1192R, кодируемой вирусом, может предоставить важную теоретическую основу для разработки лекарств против АЧС.

В исследовании, опубликованном в Nature Communications 30 мая, группа под руководством профессора Рао Цзыхэ из Института биофизики Китайской академии наук использовала ряд экспериментальных методов, включая криоэлектронную микроскопию отдельных частиц, рентгеновскую кристаллографию и биохимические эксперименты. Это позволило раскрыть конформационную динамику полноразмерной ДНК-топоизомеразы II типа pP1192R, кодируемой вирусом АЧС, в комплексе с нуклеиновыми кислотами, и подтвердить её ферментативную активность in vitro.

Были получены высокоразрешающие структуры трёх различных конформаций белка pP1192R в апо-состоянии, которые показали разные направления раскрытия центрального структурного домена белка.

Исследователи преодолели проблему нестабильности N-концевого АТФазного домена, добавив специфические молекулы нуклеиновых кислот. После оптимизации образца им удалось зафиксировать структуру полноразмерного белкового комплекса, связанного с линейной ДНК.

Структура показала значительное изгибание двуцепочечной ДНК, что вызвало локальный переход конфигурации из "B-формы" в "A-форму".

С помощью атомно-силовой микроскопии исследователи непосредственно наблюдали картину связывания белка с перекрестом плазмидной ДНК и подтвердили эту особенность связывания. Методом молекулярного докинга они состыковали два разных типа ингибиторов ДНК-топоизомеразы II типа в качестве потенциальных отправных точек для дизайна лекарств.

Это исследование всесторонне раскрывает структуру и функцию вирус-кодируемой ДНК-топоизомеразы II типа, выявляет молекулярный механизм её работы, предоставляет потенциальные стратегии для разработки ингибиторов, закладывает теоретическую основу для профилактики и контроля эпидемии АЧС и предлагает потенциальные стратегии для смягчения воздействия вируса.