Ученые определили сайты связывания малых молекул с вирусом Эбола

К семейству филовирусов относятся опасные патогены человека — вирусы Эбола и Марбург. Существуют одобренные FDA малые молекулы, ингибирующие вирус, однако принцип их действия неясен, а потому затруднена разработка антифиловирусных препаратов на их основе. В новой работе ученые из США описали механизм, благодаря которому малые молекулы предотвращают проникновение вирусов Эбола и Марбург в клетку.

Считается, что заражение клетки филовирусом опосредовано гликопротеином на его поверхности. Гликопротеин состоит из двух субъединиц: GP1 и GP2. GP1 обеспечивает прикрепление к клеточной оболочке. После захвата клеткой, вирус попадает в эндосому, где гликопротеин лишается муцинового домена и гликанового кэпа. Благодаря этому рецептор-связывающий домен субъединицы GP1 становится доступным для взаимодействия с эндосомальным рецептором NPC1. После связывания NPC1 с GP1 вторая субъединица, GP2, обеспечивает слияние оболочки вируса с эндосомальной мембраной и выпуск генетического материала вируса в клетку.

На первом этапе исследования ученые описали механизм действия малой молекулы торемифена. Ранее было показано, что торемифен связывает гликопротеин вируса Эбола в области между GP1 и GP2. С этим сайтом взаимодействуют и другие малые молекулы. При этом молекулы, ингибирующие вирус Эбола, могут ингибировать и вирус Марбург, но с меньшей эффективностью.

Ученые предположили, что ключевую роль в связывании торемифена с гликопротеином вируса Эбола играет тирозин в позиции 517 (Y517). Эксперименты с псевдовирусами in vitro показали, что замена тирозина на серин (Y517S) в эболавируса приводит к снижению чувствительности к торемифену до уровня, сравнимого с этим показателем для вируса Марбург. Этого не происходит при замене на фенилаланин (Y517F), что подтверждает влияние ароматического кольца на связывание. На связывание торемифена с гликопротеином эболавируса влияли и другие аминокислотные остатки, расположенные в области между G1 и G2, в том числе I38, L43, V66, L184, L515 и I555.

Анализируя действие других малых молекул против эболавируса, ученые обнаружили, что эффективность флуоксетина не зависит от замены Y517S.Они предположили, что эта молекула взаимодействует с двумя сайтами вирусного гликопротеина либо связывает белок хозяина.

Биохимический анализ показал, что торемифен способен связывать вирус Эбола с мутацией Y517S и вирус Марбург. Это говорит о существовании вторичного сайта связывания, не зависящего от Y517. С помощью компьютерного моделирования ученые установили, что сайт находится в домене HR2 гликопротеина. Эффективность флуоксетина также зависит от отсутствия мутаций в этом сайте. Одновременное использование торемифена и флуоксетина в опытах на клетках, инфицированных псевдовирусами, давало небольшой синергетический эффект.

Авторы планируют продолжить исследование для создания более эффективной терапии против филовирусов.