Vortrag Gruppe 1 COVID-19 Targets Flashcards
Was ist CD147 (Basigin) und welche Bedeutung hat es als Corona Medikament?
Wie wirkt das Medikament?
CD147 ist ein Oberflächenmolekül auf T-Zellen
- > Dient dem viralen Eintritt in Wirtszelle
- > Nutze Antikörper der den CD147 Rezeptor blockiert und Eintritt verhindert
Was ist CCR5 und welche Bedeutung hat es als Corona Medikament?
Wie wirkt das Medikament?
CCR5 ist ein Chemokin Rezeptor (GPCR)
Sitzt auf Immunzellen
- > Immunantwort modullieren
- > T-Zellen in Gewebe locken
Bei Corona den CCR5 blockieren -> Immunantwort heruntersetzen
Welche Bedeutung haben die viralen Strukturproteine als Corona Medikament? (-> Spike Protein)
Wichtiges Beispiel: Spike Protein
Wird von Virus benötigt um in die Zelle zu gelangen
- > Impfstoff der RNA in Liposomen trägt
- > Exprimiert Spike Protein
- > Bildung von Gedächtniszellen
Virale RNA-directed RNA-Polymerase
Was ist ihre Funktion?
Wie kann man hiergegen vorgehen?
Beispiel?
Ablesen von positiven RNA Strang und Bildung eines negativen sense Stranges
-> Hemme diese Polymerase
Beispiele: Remdesivir/Favipiravir
Welche Bedeutung hat Phospholipase C gamma 1 bei der Findung eines Corona Medikaments?
Synthetisiert IP3 und DAG
- > Bei einer viralen Infektion wird Phospholipase C hochreguliert
- > Zytokinfreisetzung ist dann erhöht
- > Führt zu Atemnot
Medikamente könnten Inhibitoren sein die diese Freisetzung verhindern wie Lopinavir/Ritonavir
Was ist die Aufgabe der Hauptprotease bei Corona Viren und wie kann man hier mit Medikamenten eingreifen?
Was für ein Typ Protease ist es?
Wenn die RNA des Virus abgelesen wird entsteht ein großes Polypeptid welches durch die Hauptprotease geschnitten werden muss um die einzelnen virus Peptide zu erhalten.
Ziel ist es diese virale Hauptprotease zu inhibieren, da es kein humanes Analogon hierzu gibt.
Ist eine Cystein Protease
Wie kann festgestellt werden ob eine Hauptprotease durch ein potentielles Medikament inhibiert wird oder nicht?
Führe einen Inhibitionsassay mittels FRET durch
Enzym funktioniert und schneidet Peptid mit FRET Sonde -> Lichtsignal
Enzym wird durch Medikament inhibiert -> kein Schneiden -> Lichtsignal gequencht
Was ist die Aufgabe des ENaC Kanals und welche Bedeutung kommt ihm bei Corona zu?
Membrangebundener Ionenkanal
Beeinflusst in der Lunge mukoziliäre Clearance
SARS-CoV-Proteine mindern Expression -> Mehr Schleim in der Lunge -> Ersticken
ENaC-Enhancer könnten auch bei SARS-CoV-2 Lungenödeme mindern
Arzneistoffe in Entwicklung: Solnatide
Worauf wirkt Chloroquinphosphat bei Corona?
(?!) pH Wert in Endosomen steigt an -> Verhindert Freisetzung von Virus (Zellvirusfusion) innerhalb der Zelle.
Stellen Sie den Mechanismus der Hemmung der Mpro (Hauptprotease) durch einen kovalent reversiblen Inhibitor schematisch dar! Welche Zwischenstufen werden durchlaufen und wieso binden die Inhibitoren reversibel?
Die Hauptprotease Mpro von SARS-CoV-2 ist eine Cystein-Protease.
Die Inhibitoren hemmen die Protease über reversibel kovalente Bildung eines Halbthioacetals der Aldehyd-Gruppe (Warhead) mit dem Cystein der katalytischen Histidin-Cystein-Dyade des Proteins.
Warum werden Aldehyde nicht als Medikamente verwendet?
Sind viel zu reaktiv und würden unspezifisch mit anderen Targets reagieren.
Nennen Sie ein Beispiel für eine elektrophile Gruppe die kovalent irreversibel mit einer Protease reagiert.
Wie sieht diese Reaktion aus?
Was kann auch hier ein Problem sein?
Isocyanat-Gruppe. Diese würden mit einem Thiol zu einem Thiocarbamat reagieren.
Isocyanate sind allerdings sehr reaktiv und die Reaktion würde sehr wahrscheinlich
unspezifisch auch mit anderen Thiol- und Hydroxyl-Gruppen (unter Carbamat-Bildung) ablaufen.
Eine elektrophile Gruppe die kovalent irreversibel mit einer Protease reagiert ist die Boronsäure.
Zeige die Reaktion der Boronsäure mit einem Nukleophil.
Wie nennt man das Produkt?
Was kann man über diese Reaktion im Vergleich zu Carbonyl Verbindungen sagen?
Was lässt sich über die Stabilität des Boronsäure-Ester im Vergleich zum Thiohalbacetal sagen?
Borsäure-Ester
Bor hat eine niedrigere Elektronegativität als Kohlenstoff. Deshalb ist die Boronsäure-Funktion elektrophiler als eine Carboxylfunktion und reagiert schneller mit dem Target
Boronsäure-Ester ist stabiler -> Halbwertszeit länger
Was ist der große Nachteil beim Einsatz von irreversiblen Inhibitoren?
Es kann hier oft zu Off-Target-Reaktionen kommen.
Der gamma-Lactamring ist ein wichtiges Strukturmerkmal zur Adressierung der Mpro über Interaktionen mit der S1-Subtasche der Protease. Nennen Sie 2 bioisostere Strukturelemente durch welche sie ersetzt werden könnte.
Zwei Punkte:
1) Ring gibt eine Rigidisierung -> Beibehalten
2. Betrachte H-Donor und Akzeptoreigenschaften mit den interagierenden Aminosäuren
Nachteile (Hydrolyse durch Peptidasen) peptidischer Hemmstoffe beheben.
Was könnte strukturell an den beiden Leitstrukturen verändert werden ohne einen großen Aktivitätsverlust zu riskieren?
- Schau auf die Peptidbindungen
- Ersetze diese Peptidbindungen durch andere Gruppen
Vorschläge:
Carbonylfunktion der 2-Amino-3-Cyclohexylpropansäure/3‘-Fluorphenylalanin-Gruppe ist an keiner Wechselwirkung mit der Mpro beteiligt.
-> Reduziere diese Gruppe zum Amin
Die Amidfunktion der 2-Carboxylindol-Gruppe wechselwirkt mit einem Wassermolekül als WSBB-Akzeptor/Donator.
- > Bioisoster durch eine Thiocarbonsäureamidfunktion substituieren oder eine Thioester-Funktion einführen.
- > Beides keine Substrate mehr für Peptidasen
Wie wird der CC50-Wert experimentell bestimmt?
- Inkubation mit der Testsubstanz
- Zugabe von MT
- Gelbes, wasserlösliches MTT wird von der mitochondrialen Succinat-Dehydrogenase zu einem blau-violetten, wasserunlöslichen Formazan abgebaut.
- Photometrische Quantifizierung des gebildeten Formazans
- > Nur vitale Zellen mit intakter Mitochondrialstruktur können diese Reaktion katalysieren.
