Acriflavine, a clinically approved drug, inhibits SARS-CoV-2 and other betacoronaviruses

The COVID-19 pandemic caused by SARS-CoV-2 has been socially and economically devastating. Despite an unprecedented research effort and available vaccines, effective therapeutics are still missing to limit severe disease and mortality. Using high-throughput screening, we identify acriflavine (ACF) as a potent papain-like protease (PLpro) inhibitor. NMR titrations and a co-crystal structure confirm that acriflavine blocks the PLpro catalytic pocket in an unexpected binding mode. We show that the drug inhibits viral replication at nanomolar concentration in cellular models, in vivo in mice and ex vivo in human airway epithelia, with broad range activity against SARS-CoV-2 and other betacoronaviruses. Considering that acriflavine is an inexpensive drug approved in some countries, it may be immediately tested in clinical trials and play an important role during the current pandemic and future outbreaks. © 2021 The Author

Analysis of interactions between HCoV-NL63 N protein and host cell proteins

Odkryty w roku 2004 HCoV-NL63 (ang. human coronavirus NL63) powoduje zazwyczaj infekcje górnych lub dolnych dróg oddechowych o łagodnym przebiegu, niemniej dla dzieci, osób starszych lub o osłabionej odporności może przedstawiać poważne zagrożenie dla zdrowia, a nawet życia.Wirusy są pasożytami obligatoryjnie wewnątrzkomórkowymi, wykorzystującymi liczne procesy komórkowe. W związku z tym, dla zrozumienia mechanizmów zakażenia niezbędne jest poznanie interakcji pomiędzy białkami wirusowymi oraz komórkowymi. W przypadku koronawirusów ważną rolę w pełni białko N. Jego podstawową funkcją jest wiązanie genomowego RNA, które następnie w formie rybonukleoproteiny jest pakowane do wirionów. Oprócz tego wykazuje ono wiele aktywności pozwalających na modyfikację maszynerii transkrypcyjnej i translacyjnej w komórce, niezbędnych dla wydajnej produkcji białek wirusowych. Białko N oddziałuje również z elementami układu immunologicznego, uniemożliwiając wykrycie wirusa oraz hamuje apoptozę zakażonych komórek.Celem niniejszej pracy było poznanie potencjalnych partnerów komórkowych białka N HCoV-NL63, oraz analiza wpływu tych oddziaływań na replikację wirusa. Pierwsza z dwóch zastosowanych metod, polegająca na transfekcji komórek eukariotycznych plazmidem kodującym białko N z metką, a następnie immunoprecypitacji kompleksów białkowych nie przyniosła oczekiwanych rezultatów, gdyż ilość wyizolowanych białek nie była wystarczająca do ich identyfikacji. Z pomocą drugiej techniki, wykorzystującej białko N wyrażone w systemie prokariotycznym, oraz lizaty komórkowe, udało się zidentyfikować białka potencjalnie będące partnerami białka N. Wśród zidentyfikowanych białek znalazło się Hsp90, białko opiekuńcze odpowiedzialne stabilizację i prawidłowe fałdowanie białek komórkowych. Wiadomo również, że białko to uczestniczy w replikacji niektórych wirusów, jednak z przeprowadzonych badań wynika, że zależność ta nie występuje w przypadku HCoV-NL63.Discovered in 2004, HCoV-NL63 in majority of cases causes common cold in healthy adults. However, it can pose a serious threat to young children, the elderly and immunocompromised individuals.As viruses are obligatory intracellular parasites, in order to fully understand the process of virus replication it is essential to identify which cellular proteins are required for infection. The coronaviral nucleocapsid (N) protein is an important structural protein that, by binding to the genomic RNA, forms virus core, which is further assembled into new virus particles. Interestingly, this protein was assigned with a number of other functions, enabling the virus to hijack the cellular transcription and translation machinery. The N protein also interacts with the immune system, e.g., helping the virus to evade recognition and prevents apoptosis of infected cells.The aim of this work was to identify cellular proteins interacting with HCoV-NL63 N protein, and to further analyze these interactions. The first method, based on eukaryotic cell transfection with a plasmid coding for the tagged N protein, did not bring expected results, due to low expression levels not allowing for identification with mass spectrometry. The second approach, employing the N protein expressed in E.coli and cellular lysates, led to identification of potential cellular partners of HCoV-NL63 N protein.The most intriguing of them was Hsp90, a chaperone protein, responsible for folding and maturation of many cellular proteins. This protein is also known to be important for replication of some viral species, but conducted experiments showed that HCoV-NL63 replication is Hsp90 independent

Inhibition of herpes simplex viruses by cationic dextran derivatives

Human herpesviruses are among the most prevalent pathogens and currently there are no drugs available that could cure diseases induced by them. The most widely utilized antiherpes drugs, acyclovir and its derivatives, have serious limitations, such as low bioavailability and severe side effects. The current paper reports on the synthesis and characterization of cationic dextran derivatives (DEX_<i>x</i>DS_<i>y</i>) of various molecular weights and various degrees of substitution with ammonium groups, which were tested as antiherpes agents. DEX_<i>x</i>DS_<i>y</i> showed high effectiveness against HSV-1 and HSV-2 viruses, as found using a variety of techniques. Importantly, no toxicity was observed for these compounds in the range of active concentrations, demonstrating their potential as antivirals. The mechanism of action of DEX_<i>x</i>DS_<i>y</i> was assessed. We hypothesize that they may limit virus transmission, as extensive examination showed that they hamper the interaction between the virus and the cellular attachment receptor

Refolding of lid subdomain of SARS-CoV-2 nsp14 upon nsp10 interaction releases exonuclease activity

During RNA replication, coronaviruses require proofreading to maintain the integrity of their large genomes. Nsp14 associates with viral polymerase complex to excise the mismatched nucleotides. Aside from the exonuclease activity, nsp14 methyltransferase domain mediates cap methylation, facilitating translation initiation and protecting viral RNA from recognition by the innate immune sensors. The nsp14 exonuclease activity is modulated by a protein co-factor nsp10. While the nsp10/nsp14 complex structure is available, the mechanistic basis for nsp10-mediated modulation remains unclear in the absence of the nsp14 structure. Here, we provide a crystal structure of nsp14 in an apo-form. Comparative analysis of the apo- and nsp10-bound structures explain the modulatory role of the co-factor protein and reveal the allosteric nsp14 control mechanism essential for drug discovery. Further, the flexibility of the N-terminal lid of the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) nsp14 structure presented in this study rationalizes the recently proposed idea of nsp14/nsp10/nsp16 ternary complex