Coronavirus SARS-CoV2: BESSY II-Daten beschleunigen die Medikamentenentwicklung.

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Ein Coronavirus hält die Welt in Atem. SARS-CoV-2 ist hoch infektiös und kann eine schwere Lungenentzündung mit Atemnot verursachen (COVID-19). Wissenschaftler forschen, um die Vermehrung der Viren zu verhindern. Ein Team der Universität Lübeck hat nun einen vielversprechenden Ansatz gefunden. Mit dem hochintensiven Röntgenlicht der Berliner Synchrotronquelle BESSY II haben sie die dreidimensionale Architektur der Hauptprotease von SARS-CoV-2 entschlüsselt. Dieses Protein ist an der Vermehrung des Virus beteiligt. Die Analyse seiner 3D-Architektur ermöglicht die systematische Entwicklung von Medikamenten, die die Vermehrung des Virus hemmen.

Teams auf der ganzen Welt arbeiten intensiv an der Entwicklung von Wirkstoffen gegen SARS-CoV-2. Die Strukturanalyse der funktionellen Proteine des Virus ist für dieses Ziel sehr hilfreich. Die Funktion eines Proteins ist eng mit seiner 3-D-Architektur verbunden. Ist diese 3-D-Architektur bekannt, lassen sich spezifische Angriffspunkte für Wirkstoffe identifizieren.

Für die Vermehrung der Viren ist ein spezielles Protein verantwortlich: die virale Haupt-Protease (Mpro oder auch 3CLpro). Ein Team um Prof. Dr. Rolf Hilgenfeld, Universität zu Lübeck, hat nun die 3-D-Architektur der Hauptprotease von SARS-CoV-2 entschlüsselt. Die Forscher haben dabei das hochintensive Röntgenlicht der BESSY II-Anlage des Helmholtz-Zentrums Berlin genutzt.

“Für solche Fragestellungen von höchster Relevanz können wir einen schnellen Zugang zu unseren Instrumenten anbieten”, sagt Dr. Manfred Weiss, der die Forschungsgruppe Makromolekulare Kristallographie (MX) am HZB leitet. An den so genannten MX-Instrumenten können winzige Proteinkristalle mit hochbrillantem Röntgenlicht analysiert werden. Die Bilder enthalten Informationen über die 3-D-Architektur der Proteinmoleküle. Die komplexe Form des Proteinmoleküls und seine Elektronendichte wird dann mit Hilfe von Computeralgorithmen berechnet.

Die 3-D-Architektur liefert konkrete Ansatzpunkte für die Entwicklung von Wirkstoffen oder Inhibitoren. Diese Medikamente könnten gezielt an Zielpunkte des Makromoleküls andocken und dessen Funktion beeinträchtigen. Rolf Hilgenfeld ist ein weltweit anerkannter Experte auf dem Gebiet der Virologie und hat bereits während der SARS-Pandemie 2002/2003 einen Inhibitor gegen das SARS-Virus entwickelt. Im Jahr 2016 gelang es ihm, ein Enzym des Zika-Virus zu entschlüsseln.

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