Development of Novel Antivirals Targeting Viral RNA Methylation
针对病毒 RNA 甲基化的新型抗病毒药物的开发
基本信息
- 批准号:10512630
- 负责人:
- 金额:$ 404.9万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2022
- 资助国家:美国
- 起止时间:2022-05-16 至 2025-04-30
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:2019-nCoVAnimal ModelAntigen PresentationAntiviral AgentsBindingBinding SitesBiochemistryBiological AssayC-terminalCell modelCellsCommunicable DiseasesComplexCoronavirusCoronavirus InfectionsDevelopmentDockingDrug TargetingEnzymesExonucleaseExoribonucleasesFamilyGenetic TranscriptionGuanidinesGuanosine TriphosphateHeadHumanImmune EvasionImmune responseIn VitroIndustry CollaborationInnate Immune SystemInterferonsLettersLibrariesLigand BindingLinkMHC Class I GenesMessenger RNAMethylationMethyltransferaseMiddle East Respiratory Syndrome CoronavirusN-terminalNatural ImmunityNonstructural ProteinNucleotidesOpen Reading FramesPharmaceutical ChemistryPharmaceutical PreparationsProteinsProteomicsRNARNA CapsRNA methylationRoleS-AdenosylmethionineSARS coronavirusSARS-CoV-2 genomeSARS-CoV-2 infectionSeriesStructureTestingTherapeuticTranslationsViralViral ProteinsVirulenceVirusVirus DiseasesVirus ReplicationWorkadaptive immunityantiviral drug developmentbasecofactorhigh throughput screeningin vivoindustry partnerinhibitorlead optimizationloss of function mutationmRNA cappingmutantnovelpandemic diseasepoly A specific exoribonucleaseprogramsresponsescreeningsmall moleculesmall molecule inhibitorsmall molecule librariesstructural biologytargeted agentviral RNAvirology
项目摘要
PROJECT 4: DEVELOPMENT OF NOVEL ANTIVIRALS TARGETING VIRAL RNA METHYLATION
SUMMARY
Coronaviruses cap their RNA by coordinated action of two methyltransferases (MTase): Nsp14, which catalyzes
N7-guanidine methylation of GTP at the 5′ terminus of viral RNAs, and Nsp16, which forms C2′-O-methyl-
ribosyladenine at the subsequent nucleotide. By mimicking mRNA of the host cell, the resulting cap structure is
critical for immune evasion, stabilization of viral RNA and efficient translation. While loss of function mutations
in the MTase domain of Nsp14 are lethal to SARS-CoV-2, SARS-CoV strains that carry mutant Nsp16 have low
virulence, suggesting that targeting of these enzymes, either alone or in combination with other viral proteins,
has strong therapeutic potential. In this application, we propose to develop antiviral agents that target MTase
activities of Nsp14 and Nsp16. Our approach will assess the potential of RNA capping MTases as a novel target
family for development of antiviral agents. Importantly, since both enzymes are conserved across coronaviruses
known to infect humans, this approach could provide a footprint for development of pan-coronaviral acting
agents.
Inhibitors for each of the MTases will be identified using a combination of small molecule discovery approaches:
computational docking, fragment linking and merging, and high throughput screening (HTS) to identify novel
chemotypes. Enabled by the recent developments in availability of make-on-demand libraries, we propose to
use ultra-large library docking to identify candidate inhibitors. Availability of drug-like compounds in in-house
small molecule libraries will facilitate inhibitor identification through HTS. Hit compounds will be tested in a series
of activity assays and validated using direct binding strategies. Experimentally determined structures of MTases
in complex with small molecule inhibitors will be used to guide optimization, aided by access to make-on-demand
libraries. The identified inhibitors will be prioritized based on their selectivity against a comprehensive panel of
human MTases and antiviral activity in cellular models of SARS-CoV-2 infection. The subsequent medicinal
chemistry optimization and assessment of antiviral activity in animal models is expected to result in Optimized
Lead compounds, which will be further elaborated by our industry partners (Roche).
项目 4:开发针对病毒 RNA 甲基化的新型抗病毒药物
概括
冠状病毒通过两种甲基转移酶 (MTase) 的协调作用来限制其 RNA:Nsp14,其催化
病毒 RNA 5' 末端 GTP 的 N7-胍甲基化,以及 Nsp16,形成 C2'-O-甲基-
通过模仿宿主细胞的 mRNA,得到的帽结构是
对于免疫逃避、病毒 RNA 的稳定和有效翻译至关重要,而功能突变则丧失。
Nsp14 的 MTase 结构域中的 Nsp14 对 SARS-CoV-2 具有致死性,携带突变 Nsp16 的 SARS-CoV 毒株具有低
毒力,表明这些酶的靶向,无论是单独的还是与其他病毒蛋白组合,
在此应用中,我们建议开发针对 MTase 的抗病毒药物。
我们的方法将评估 RNA 加帽 MTase 作为新靶标的潜力。
重要的是,这两种酶在冠状病毒中都是保守的。
已知会感染人类,这种方法可以为泛冠状病毒作用的发展提供足迹
代理。
每种 MTase 的抑制剂将通过小分子发现方法的组合来鉴定:
计算对接、片段连接和合并以及高通量筛选 (HTS) 来识别新的
由于按需制作库的最新发展,我们建议
使用超大型库对接来识别内部候选抑制剂的可用性。
小分子库将通过 HTS 促进抑制剂的鉴定,将进行一系列测试。
活性测定并使用直接结合策略进行验证。
与小分子抑制剂的复合物将用于指导优化,并通过获取按需定制的帮助
已确定的抑制剂将根据其对综合组的选择性进行优先排序。
SARS-CoV-2 感染细胞模型中的人类 MTase 和抗病毒活性。
化学优化和动物模型抗病毒活性评估预计将导致优化
铅化合物,将由我们的行业合作伙伴(罗氏)进一步阐述。
项目成果
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