Produzione e caratterizzazione biofisica e strutturale di Mpro di SARS-CoV-2 e di una nuova “aspartato deidrogenasi” umana.

Il SARS-CoV-2 appartiene al genere dei Betacoronavirus ed è caratterizzato da un genoma a singolo filamento di RNA a polarità positiva. Durante il ciclo replicativo, gli ORF1a e ORF1b vengono trascritti in mRNA policistronici, successivamente tradotti nelle poliproteine pp1a e pp1ab, le quali subiscono un processo di taglio proteolitico che porta alla formazione delle proteine non strutturali (nsp). Di queste fa parte la main protease (Mpro), che a seguito di auto-processamento, si libera dalla poliproteina pp1a(ab) per poi determinarne la maturazione nelle singole componenti. Poiché tale attività è essenziale per la prosecuzione del ciclo replicativo virale, la proteasi rappresenta un bersaglio farmacologico di primaria importanza. Recenti studi hanno identificato una nuova conformazione di Mpro denominata “new inactive”, in cui si assiste ad uno spostamento dell’oxyanion loop verso una forma che compromette la corretta attività catalitica. Lo sviluppo razionale di ligandi in grado di legare e stabilizzare tale conformazione inattiva può essere una strategia innovativa per lo sviluppo di nuovi antivirali. La prima parte dell’elaborato è dedicata all’espressione, purificazione e caratterizzazione biofisica del costrutto poliproteico nsp789, parte di pp1a(ab), al fine di studiarne l’interazione con Mpro. Vengono anche descritti studi cristallografici e calorimetrici finalizzati a caratterizzare l’interazione di un inibitore progettato per stabilizzare la conformazione “new inactive” di Mpro. La seconda parte dell’elaborato è incentrata su un nuovo enzima umano, omologo di aspartato deidrogenasi microbiche, che si ipotizza coinvolto nella via metabolica delle chinurenine. Il progetto è svolto in stretta collaborazione con il gruppo del Prof. Riccardo Percudani del Dipartimento di Scienze Chimiche, della Vita e della Sostenibilità Ambientale dell’Università di Parma. Viene qui presentata l’ottimizzazione del processo di purificazione e l’ottimizzazione delle condizioni di cristallizzazione dell’enzima