Mechanism of SARS-CoV-2 polymerase stalling by remdesivir.
Mechanism of SARS-CoV-2 polymerase stalling by remdesivir.
复制标题
DOI：
10.1038/s41467-020-20542-0
复制
发表时间：
2021-01-12
影响因子：
16.6
通讯作者：
Cramer P
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kokic G;Hillen HS;Tegunov D;Dienemann C;Seitz F;Schmitzova J;Farnung L;Siewert A;Höbartner C;Cramer P
Remdesivir是FDA唯一批准用于治疗COVID-19患者的药物。Remdesivir的活性形式作为核苷类似物，抑制包括SARS-CoV-2在内的冠状病毒的RNA依赖性RNA聚合酶（RdRp）。Remdesivir被RdRp掺入到生长的RNA产物中，并允许在RNA合成停止之前添加三个以上的核苷酸。在这里，我们使用合成的RNA化学，生物化学和冷冻电子显微镜，以建立分子机制的Remdesivir诱导RdRp失速。我们发现，除了第四个核苷酸后，将Remdesivir纳入RNA产物中是受损的进一步RNA易位的障碍。这种易位屏障导致RNA 3 ′-核苷酸保留在RdRp的底物结合位点，并干扰下一个核苷三磷酸的进入，从而阻止RdRp。在Remdesivir停滞状态的结构中，RNA产物的3个核苷酸与活性中心的模板碱基匹配并定位，这可能会损害病毒3个核苷酸外切核酸酶的校对。这些机制的见解应该有助于寻求针对冠状病毒复制的改进的抗病毒药物。Remdesivir是一种核苷类似物，可抑制SARS-CoV-2 RNA依赖性RNA聚合酶（RdRp），并用作治疗COVID-19患者的药物。在这里，作者通过确定SARS-CoV-2 RdRp的冷冻-EM结构，提供了对Remdesivir诱导的RdRp停滞机制的见解，其中结合的RNA分子在定义的位置含有Remdesivir，并观察到在Remdesivir掺入RNA产物后添加第四个核苷酸受到进一步RNA易位的障碍的损害。
Remdesivir is the only FDA-approved drug for the treatment of COVID-19 patients. The active form of remdesivir acts as a nucleoside analog and inhibits the RNA-dependent RNA polymerase (RdRp) of coronaviruses including SARS-CoV-2. Remdesivir is incorporated by the RdRp into the growing RNA product and allows for addition of three more nucleotides before RNA synthesis stalls. Here we use synthetic RNA chemistry, biochemistry and cryo-electron microscopy to establish the molecular mechanism of remdesivir-induced RdRp stalling. We show that addition of the fourth nucleotide following remdesivir incorporation into the RNA product is impaired by a barrier to further RNA translocation. This translocation barrier causes retention of the RNA 3ʹ-nucleotide in the substrate-binding site of the RdRp and interferes with entry of the next nucleoside triphosphate, thereby stalling RdRp. In the structure of the remdesivir-stalled state, the 3ʹ-nucleotide of the RNA product is matched and located with the template base in the active center, and this may impair proofreading by the viral 3ʹ-exonuclease. These mechanistic insights should facilitate the quest for improved antivirals that target coronavirus replication. Remdesivir is a nucleoside analog that inhibits the SARS-CoV-2 RNA dependent RNA polymerase (RdRp) and is used as a drug to treat COVID19 patients. Here, the authors provide insights into the mechanism of remdesivir-induced RdRp stalling by determining the cryo-EM structures of SARS-CoV-2 RdRp with bound RNA molecules that contain remdesivir at defined positions and observe that addition of the fourth nucleotide following remdesivir incorporation into the RNA product is impaired by a barrier to further RNA translocation.
登录
查看更多内容
DOI：
10.1107/s0907444909029436
发表时间：
2009-10-01
影响因子：
2.2
作者：
Moriarty, Nigel W.;Grosse-Kunstleve, Ralf W.;Adams, Paul D.
通讯作者：
Adams, Paul D.
影响因子：
158.5
作者：
Grein, J.;Ohmagari, N.;Flanigan, T.
通讯作者：
Flanigan, T.
影响因子：
48
作者：
Punjani, Ali;Rubinstein, John L.;Brubaker, Marcus A.
通讯作者：
Brubaker, Marcus A.
DOI：
10.1107/s2059798318006551
发表时间：
2018-06-01
期刊：
Acta crystallographica. Section D, Structural biology
影响因子：
--
作者：
Afonine PV;Poon BK;Read RJ;Sobolev OV;Terwilliger TC;Urzhumtsev A;Adams PD
通讯作者：
Adams PD
影响因子：
3
作者：
Mastronarde, DN
通讯作者：
Mastronarde, DN