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タイトルComputational design and engineering of self-assembling multivalent microproteins with therapeutic potential against SARS-CoV-2.
ジャーナル・号・ページJ Nanobiotechnology, Vol. 22, Issue 1, Page 58, Year 2024
掲載日2024年2月10日
著者Qin Qin / Xinyi Jiang / Liyun Huo / Jiaqiang Qian / Hongyuan Yu / Haixia Zhu / Wenhao Du / Yuhui Cao / Xing Zhang / Qiang Huang /
PubMed 要旨Multivalent drugs targeting homo-oligomeric viral surface proteins, such as the SARS-CoV-2 trimeric spike (S) protein, have the potential to elicit more potent and broad-spectrum therapeutic ...Multivalent drugs targeting homo-oligomeric viral surface proteins, such as the SARS-CoV-2 trimeric spike (S) protein, have the potential to elicit more potent and broad-spectrum therapeutic responses than monovalent drugs by synergistically engaging multiple binding sites on viral targets. However, rational design and engineering of nanoscale multivalent protein drugs are still lacking. Here, we developed a computational approach to engineer self-assembling trivalent microproteins that simultaneously bind to the three receptor binding domains (RBDs) of the S protein. This approach involves four steps: structure-guided linker design, molecular simulation evaluation of self-assembly, experimental validation of self-assembly state, and functional testing. Using this approach, we first designed trivalent constructs of the microprotein miniACE2 (MP) with different trimerization scaffolds and linkers, and found that one of the constructs (MP-5ff) showed high trimerization efficiency, good conformational homogeneity, and strong antiviral neutralizing activity. With its trimerization unit (5ff), we then engineered a trivalent nanobody (Tr67) that exhibited potent and broad neutralizing activity against the dominant Omicron variants, including XBB.1 and XBB.1.5. Cryo-EM complex structure confirmed that Tr67 stably binds to all three RBDs of the Omicron S protein in a synergistic form, locking them in the "3-RBD-up" conformation that could block human receptor (ACE2) binding and potentially facilitate immune clearance. Therefore, our approach provides an effective strategy for engineering potent protein drugs against SARS-CoV-2 and other deadly coronaviruses.
リンクJ Nanobiotechnology / PubMed:38341574 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度9.0 Å
構造データ

EMDB-36850: SARS-CoV-2 Omicron BA.1 spike protein in complex with a self-assembling trivalent nanobody Tr67
手法: EM (単粒子) / 解像度: 9.0 Å

由来
  • Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARSコロナウイルス2)
  • synthetic construct (人工物)

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万見文献について

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お知らせ

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2022年2月9日: EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

  • EMDBのヘッダファイルのバージョン3が、公式のフォーマットとなりました。
  • これまでは公式だったバージョン1.9は、アーカイブから削除されます。

関連情報:EMDBヘッダ

外部リンク:wwPDBはEMDBデータモデルのバージョン3へ移行します

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2020年8月12日: 新型コロナ情報

新型コロナ情報

URL: https://pdbj.org/emnavi/covid19.php

新ページ: EM Navigatorに新型コロナウイルスの特設ページを開設しました。

関連情報:Covid-19情報 / 2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

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2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

新型コロナウイルスの構造データ

関連情報:万見生物種 / 2020年8月12日: 新型コロナ情報

外部リンク:COVID-19特集ページ - PDBj / 今月の分子2020年2月：コロナウイルスプロテーアーゼ

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2019年1月31日: EMDBのIDの桁数の変更

EMDBのIDの桁数の変更

  • EMDBエントリに付与されているアクセスコード(EMDB-ID)は4桁の数字(例、EMD-1234)でしたが、間もなく枯渇します。これまでの4桁のID番号は4桁のまま変更されませんが、4桁の数字を使い切った後に発行されるIDは5桁以上の数字(例、EMD-12345)になります。5桁のIDは2019年の春頃から発行される見通しです。
  • EM Navigator/万見では、接頭語「EMD-」は省略されています。

関連情報:Q: 「EMD」とは何ですか？ / 万見/EM NavigatorにおけるID/アクセスコードの表記

外部リンク:EMDB Accession Codes are Changing Soon! / PDBjへお問い合わせ

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2017年7月12日: PDB大規模アップデート

PDB大規模アップデート

  • 新バージョンのPDBx/mmCIF辞書形式に基づくデータがリリースされました。
  • 今回の更新はバージョン番号が4から5になる大規模なもので、全エントリデータの書き換えが行われる「Remediation」というアップデートに該当します。
  • このバージョンアップで、電子顕微鏡の実験手法に関する多くの項目の書式が改定されました(例：em_softwareなど)。
  • EM NavigatorとYorodumiでも、この改定に基づいた表示内容になります。

外部リンク:wwPDB Remediation / OneDepデータ基準に準拠した、より強化された内容のモデル構造ファイルが、PDBアーカイブで公開されました。

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  • Pubmedのデータを利用しています

関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 万見 (Yorodumi) / EMN文献 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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