PL244438B1 - Peptyd do stosowania w leczeniu lub zapobieganiu COVID-19 - Google Patents
Peptyd do stosowania w leczeniu lub zapobieganiu COVID-19 Download PDFInfo
- Publication number
- PL244438B1 PL244438B1 PL436491A PL43649120A PL244438B1 PL 244438 B1 PL244438 B1 PL 244438B1 PL 436491 A PL436491 A PL 436491A PL 43649120 A PL43649120 A PL 43649120A PL 244438 B1 PL244438 B1 PL 244438B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- cov
- sars
- virus
- peptide
- protein
- Prior art date
Links
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 title claims abstract description 31
- 230000002265 prevention Effects 0.000 title claims description 5
- 208000025721 COVID-19 Diseases 0.000 title description 4
- 241001678559 COVID-19 virus Species 0.000 claims abstract description 22
- 241000700605 Viruses Species 0.000 claims abstract description 12
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 claims abstract description 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000003275 alpha amino acid group Chemical group 0.000 claims 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 14
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 abstract description 9
- 101710167605 Spike glycoprotein Proteins 0.000 abstract description 6
- 101000929928 Homo sapiens Angiotensin-converting enzyme 2 Proteins 0.000 abstract description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 abstract description 3
- 102000048657 human ACE2 Human genes 0.000 abstract description 3
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 9
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 9
- 108020003175 receptors Proteins 0.000 description 7
- 102000005962 receptors Human genes 0.000 description 7
- 108090000288 Glycoproteins Proteins 0.000 description 6
- 102000003886 Glycoproteins Human genes 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000001768 microscale thermophoresis Methods 0.000 description 6
- 230000003612 virological effect Effects 0.000 description 6
- 102000053723 Angiotensin-converting enzyme 2 Human genes 0.000 description 5
- 108090000975 Angiotensin-converting enzyme 2 Proteins 0.000 description 5
- 108010067390 Viral Proteins Proteins 0.000 description 5
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 5
- 230000004850 protein–protein interaction Effects 0.000 description 5
- 241000711573 Coronaviridae Species 0.000 description 4
- 208000036142 Viral infection Diseases 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 4
- 230000009385 viral infection Effects 0.000 description 4
- 241000315672 SARS coronavirus Species 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 3
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 3
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 3
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 3
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229960005486 vaccine Drugs 0.000 description 3
- QEQVUHQQYDZUEN-GUBZILKMSA-N Asn-His-Glu Chemical compound C1=C(NC=N1)C[C@@H](C(=O)N[C@@H](CCC(=O)O)C(=O)O)NC(=O)[C@H](CC(=O)N)N QEQVUHQQYDZUEN-GUBZILKMSA-N 0.000 description 2
- 102100031673 Corneodesmosin Human genes 0.000 description 2
- 101710139375 Corneodesmosin Proteins 0.000 description 2
- 125000000539 amino acid group Chemical group 0.000 description 2
- 150000001413 amino acids Chemical group 0.000 description 2
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 102000006240 membrane receptors Human genes 0.000 description 2
- 108020004084 membrane receptors Proteins 0.000 description 2
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 2
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- UUUHXMGGBIUAPW-UHFFFAOYSA-N 1-[1-[2-[[5-amino-2-[[1-[5-(diaminomethylideneamino)-2-[[1-[3-(1h-indol-3-yl)-2-[(5-oxopyrrolidine-2-carbonyl)amino]propanoyl]pyrrolidine-2-carbonyl]amino]pentanoyl]pyrrolidine-2-carbonyl]amino]-5-oxopentanoyl]amino]-3-methylpentanoyl]pyrrolidine-2-carbon Chemical group C1CCC(C(=O)N2C(CCC2)C(O)=O)N1C(=O)C(C(C)CC)NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C1CCCN1C(=O)C(CCCN=C(N)N)NC(=O)C1CCCN1C(=O)C(CC=1C2=CC=CC=C2NC=1)NC(=O)C1CCC(=O)N1 UUUHXMGGBIUAPW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000010470 Ageusia Diseases 0.000 description 1
- 102100030988 Angiotensin-converting enzyme Human genes 0.000 description 1
- 206010002653 Anosmia Diseases 0.000 description 1
- LBOVBQONZJRWPV-YUMQZZPRSA-N Asp-Lys-Gly Chemical compound [H]N[C@@H](CC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)NCC(O)=O LBOVBQONZJRWPV-YUMQZZPRSA-N 0.000 description 1
- AWPWHMVCSISSQK-QWRGUYRKSA-N Asp-Tyr-Gly Chemical compound [H]N[C@@H](CC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC1=CC=C(O)C=C1)C(=O)NCC(O)=O AWPWHMVCSISSQK-QWRGUYRKSA-N 0.000 description 1
- 206010003757 Atypical pneumonia Diseases 0.000 description 1
- 206010011224 Cough Diseases 0.000 description 1
- 206010012735 Diarrhoea Diseases 0.000 description 1
- 208000000059 Dyspnea Diseases 0.000 description 1
- 206010013975 Dyspnoeas Diseases 0.000 description 1
- 206010019233 Headaches Diseases 0.000 description 1
- 101000773743 Homo sapiens Angiotensin-converting enzyme Proteins 0.000 description 1
- 108090000144 Human Proteins Proteins 0.000 description 1
- 102000003839 Human Proteins Human genes 0.000 description 1
- 208000000112 Myalgia Diseases 0.000 description 1
- 108090000882 Peptidyl-Dipeptidase A Proteins 0.000 description 1
- 206010035664 Pneumonia Diseases 0.000 description 1
- 108091005774 SARS-CoV-2 proteins Proteins 0.000 description 1
- 229940126222 Veklury Drugs 0.000 description 1
- 108010003533 Viral Envelope Proteins Proteins 0.000 description 1
- 206010001053 acute respiratory failure Diseases 0.000 description 1
- 235000019666 ageusia Nutrition 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000000840 anti-viral effect Effects 0.000 description 1
- 239000003443 antiviral agent Substances 0.000 description 1
- 150000001565 benzotriazoles Chemical class 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000010352 biotechnological method Methods 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000034994 death Effects 0.000 description 1
- 231100000517 death Toxicity 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- UQLDLKMNUJERMK-UHFFFAOYSA-L di(octadecanoyloxy)lead Chemical compound [Pb+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O UQLDLKMNUJERMK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002618 extracorporeal membrane oxygenation Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000869 headache Toxicity 0.000 description 1
- HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N histidine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CN=CN1 HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012405 in silico analysis Methods 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 238000004573 interface analysis Methods 0.000 description 1
- 230000009878 intermolecular interaction Effects 0.000 description 1
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 1
- 229940126601 medicinal product Drugs 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 208000013465 muscle pain Diseases 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000001991 pathophysiological effect Effects 0.000 description 1
- 238000010647 peptide synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000825 pharmaceutical preparation Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- RWWYLEGWBNMMLJ-YSOARWBDSA-N remdesivir Chemical compound NC1=NC=NN2C1=CC=C2[C@]1([C@@H]([C@@H]([C@H](O1)CO[P@](=O)(OC1=CC=CC=C1)N[C@H](C(=O)OCC(CC)CC)C)O)O)C#N RWWYLEGWBNMMLJ-YSOARWBDSA-N 0.000 description 1
- RWWYLEGWBNMMLJ-MEUHYHILSA-N remdesivir Drugs C([C@@H]1[C@H]([C@@H](O)[C@@](C#N)(O1)C=1N2N=CN=C(N)C2=CC=1)O)OP(=O)(N[C@@H](C)C(=O)OCC(CC)CC)OC1=CC=CC=C1 RWWYLEGWBNMMLJ-MEUHYHILSA-N 0.000 description 1
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 1
- 201000004193 respiratory failure Diseases 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 229920002477 rna polymer Polymers 0.000 description 1
- 208000013220 shortness of breath Diseases 0.000 description 1
- 238000010532 solid phase synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 108010004034 stable plasma protein solution Proteins 0.000 description 1
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 1
- 208000011580 syndromic disease Diseases 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K38/00—Medicinal preparations containing peptides
- A61K38/04—Peptides having up to 20 amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof
- A61K38/08—Peptides having 5 to 11 amino acids
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
- A61P31/12—Antivirals
- A61P31/14—Antivirals for RNA viruses
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K7/00—Peptides having 5 to 20 amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof
- C07K7/04—Linear peptides containing only normal peptide links
- C07K7/06—Linear peptides containing only normal peptide links having 5 to 11 amino acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Y—ENZYMES
- C12Y304/00—Hydrolases acting on peptide bonds, i.e. peptidases (3.4)
- C12Y304/17—Metallocarboxypeptidases (3.4.17)
- C12Y304/17023—Angiotensin-converting enzyme 2 (3.4.17.23)
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Virology (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Public Health (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Communicable Diseases (AREA)
- Oncology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Immunology (AREA)
- Gastroenterology & Hepatology (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia są ulepszone peptydy nadające się do blokowania interakcji pomiędzy glikoproteiną S wirusa SARS-CoV-2, a ludzkim receptorem ACE2, zwłaszcza w celu leczenia, bądź wspomagania leczenia infekcji wywołanej wirusem SARS-COV-2 i/lub wirusami wykazującymi wysokie podobieństwo sekwencyjnie genomu do wirusa SARS-CoV-2.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest peptyd nadający się do blokowania interakcji pomiędzy glikoproteiną S wirusa SARS-CoV-2, a ludzkim receptorem ACE2, zwłaszcza w celu leczenia, bądź wspomagania leczenia infekcji wywołanej wirusem SARS-COV-2 i/lub wirusami wykazującymi wysokie podobieństwo sekwencyjnie genomu do wirusa SARS-CoV-2.
Stan techniki
W grudniu 2019 roku na terenie Chin, po raz pierwszy zdiagnozowano nietypowe zapalenie płuc wywołane nowym patogenem należącym do grupy koronawirusów1. Ze względu na wysokie podobieństwo genetyczne do wirusa SARS-CoV (z ang. severe acute respiratory syndrome-coronavirus), nowo zidentyfikowany patogen został nazwany SARS-CoV-22, a jednostka chorobowa przez niego wywoływana to COVID-19 (z ang. COronaVIrus Disease 2019)3.
W przeciągu niespełna dwóch miesięcy zakażenia wywołane nowym wirusem zdiagnozowane zostały na wszystkich kontynentach, a Światowa Organizacja Zdrowia (z ang. World Health Organization - WHO) z początkiem marca ogłosiła stan pandemii4. Według danych WHO do połowy sierpnia 2020 roku odnotowano ponad 20 mln zachorowań na COVID-19 oraz prawie 740 tys. przypadków śmiertelnych5, co w wielu krajach doprowadziło do przeciążenia i niewydolności systemów opieki zdrowotnej6.
Do najbardziej typowych objawów chorobowych COVID-19 należą: wysoka temperatura, kaszel, duszności, bóle mięśni, bóle głowy, biegunka, utrata smaku i węchu7. W najbardziej poważnych przypadkach wirus doprowadza do rozległego zapalenia płuc i ostrej niewydolności oddechowej, co wymaga hospitalizacji na oddziałach intensywnych opieki medycznej i zastosowania mechanicznych środków wspomagających oddychanie pacjenta lub nawet pozaustrojowego utlenowania krwi (ang. extracorporeal membrane oxygenation, ECMO)8.
Do niedawna nie były znane leki, które bezpośrednio zwalczałyby infekcję wirusową wywołaną SARS-CoV-2, a stosowane leczenie było objawowe. Obecnie jedynym preparatem farmaceutycznym, który wydaje się blokować rozwój wirusa SARS-CoV-2 jest lek o szerokim spektrum działania przeciwwirusowego - Remdesivir (Veklury®), który został warunkowo dopuszczony do obrotu przez amerykańską Agencję Żywności i Leków (z ang. Food and Drug Administration, FDA) oraz Europejską Agencję Leków (z ang. European Medicines Agency, EMA)9.
Ponadto wiele ośrodków naukowych oraz firm farmaceutycznych podjęło wyzwanie opracowania szczepionki przeciwko wirusowi SARS-CoV-2, która wydaje się być najskuteczniejszym sposobem zwalczenia transmisji wirusa10, a niektóre z tych badań weszły w trzecią fazę testów klinicznych (NCT04470427)11. Niestety ze względu na wcześniejsze nieudane próby opracowania szczepionki przeciwko wirusom mocno spokrewnionym z SARS-CoV-2, jak SARS-CoV czy MERS (z ang. Midle East respiratory syndrome) szybkie uzyskanie skutecznej szczepionki pozostaje pod znakiem zapytania10.
Materiał genetyczny wirusa to jednoniciowy, dodatnio polarny kwas rybonukleinowy s s-RNA(+) otoczony nukleokapsydem i błoną białkowo-lipidową na powierzchni której znajdują się białka wirusowe uczestniczące w procesie infekowania komórek gospodarza przez cząsteczki wirusowe12.
Jednym z kluczowych białek wirusa, zaangażowanym w proces infekcji jest glikoproteina S (z ang. spike), która bezpośrednio wiąże się z receptorem błonowym komórek gospodarza, uruchamiając całą kaskadę zdarzeń prowadzącą do uwolnienia i namnażania materiału genetycznego wirusa wewnątrz komórek zainfekowanego organizmu13.
W glikoproteinie S można wyróżnić dwie funkcjonalne podjednostki: S1 zawierającą domenę RBD (z ang. receptor binding domain), która bezpośrednio oddziałuje z receptorem komórek gospodarza oraz S2, która uczestniczy w fuzji osłonki wirusa z błoną komórkową gospodarza. Jak wykazano dla wirusa SARS-CoV-2 receptorem błonowym jest konwertaza angiotensyny typu - ACE2 (z ang. angiotensin-converting enzyme 2).13
Z perspektywy możliwej terapii przeciwwirusowej uzasadnione wydaje się rozważenie oddziaływania pomiędzy ludzkim receptorem ACE2, a podjednostką S1 glikoproteiny S, jako potencjalnego celu terapeutycznego w zwalczaniu infekcji wirusowej. Zahamowanie takiej interakcji przy pomocy inhibitora oddziaływań białko-białko może doprowadzić do zmniejszenia ilości zainfekowanych komórek i złagodzenia lub wręcz zablokowania rozwoju infekcji wirusowej w organizmie człowieka.
Dogodnym punktem wyjściowym do opracowania inhibitorów oddziaływań białko-białko wydają się być peptydy, których sekwencja pokrywa się z rejonami interfejsu oddziaływań jednego z partnerów tworzonego kompleksu14.
Problem techniczny
Celem niniejszego wynalazku jest dostarczenie substancji nadających się do blokowania interakcji białko-białko pomiędzy podjednostką S1 glikoproteiny wirusowej S (z ang. spike), a ludzkim receptorem hACE2 (z ang. human angiotensin converting enzyme type 2), które mogą zostać użyte do wytworzenia substancji leczniczej i/lub substancji wspomagającej leczenie infekcji wirusowej wywołanej wirusem SARS-CoV-2 lub wirusami z grupy koronawirusów o wysokim podobieństwie sekwencyjnym do genomu wirusa SARS-CoV-2.
Szczególnym celem wynalazku jest zidentyfikowanie ulepszonej pochodnej peptydów ujawnionych w zgłoszeniu P.435261, która to pochodna posiadałyby wyższe powinowactwo do domeny RBD białka S wirusa SARS-CoV-2.
Nieoczekiwanie, tak określony problem został rozwiązany w niniejszym wynalazku.
Istota wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest peptyd posiadający sekwencję aminokwasową przedstawioną jako Sekw. nr 1 lub jego farmaceutycznie akceptowalna pochodna wybrana z grupy związków zawierających jego sole.
Kolejnym przedmiotem wynalazku jest peptyd określony powyżej do stosowania w farmacji lub diagnostyce, zwłaszcza do stosowania w leczeniu lub zapobieganiu COVID-19.
Kolejnym przedmiotem wynalazku jest peptyd określony powyżej stosowania w farmacji lub diagnostyce, zwłaszcza do stosowania w leczeniu lub zapobieganiu infekcji wywołanych wirusem SARS-CoV-2 lub wirusami wykazującymi wysokie podobieństwo sekwencyjnie do genomu wirusa SARS-CoV-2.
Zgodnie z wynalazkiem stosowana może być również dowolna farmaceutycznie akceptowalna pochodna peptydu według wynalazku, zwłaszcza taka jak jego sole lub kompleksy.
Opis figur
Załączone figury pozwalają na lepsze wyjaśnienie istoty wynalazku.
Na Fig. 1 przedstawiony został fragment białka h ACE2: 30-DKFNHEAEDLFYQ-42 (niebieski) oraz domeny RBD podjednostki S1 białka wirusowego S (zielony) SARS-CoV-2. Kluczowe reszty aminokwasowe niezbędne do zachowania interakcji pomiędzy peptydem/peptydami, a białkiem wirusowym S zostały opisane na rysunku.
Na Fig. 2-3 przedstawiono wyniki pomiaru siły oddziaływań białko-białko badanego peptydu z powierzchnią wirusowej glikoproteiny S, uzyskane z wykorzystaniem termoforezy mikroskalowej (z ang. Microscale Thermophoresis- MST) w obecności domeny RBD podjednostki S1, wirusowej glikoproteiny S oraz odpowiednio peptydów: 1d oraz 2d. Niebieskie linie pokazują model dopasowany globalnie do czterech niezależnych eksperymentów; czerwone linie ograniczają 95% przedział ufności dopasowanych zależności; dane reprezentowane przez szare punkty zostały pominięte w analizie.
Ponadto, w celu lepszego zrozumienia istoty wynalazku został on dodatkowo opisany w poniższych przykładach.
Przykład 1. Otrzymywanie peptydów
Dla potrzeb niniejszego wynalazku przeanalizowano dostępne struktury przestrzenne kompleksów glikoproteiny S wirusa SARS-CoV-2 i ludzkiego receptora h ACE2. które zostały zdeponowane w bazie PDB (z ang. protein data bank, http://www.rcsb.org/)15. Przy dalszym opracowywaniu wynalazku posłużono się strukturą o identyfikatorze PDBid: 6M0J16 na podstawie której przeanalizowano interfejs oddziaływań obydwu białek przy pomocy oprogramowania COCOMAPS17, Pymol oraz Chimera18. Analiza oddziaływań (m.in. komplementarności powierzchni styku, właściwości hydrofobowych, możliwości tworzenia wiązań wodorowych oraz mostków solnych) doprowadziła do wskazania natywnego fragment białka hACE2: 30-DKFNHEAEDLFYQ-42 na bazie którego opracowano wynalazek przedstawiony w niniejszym zgłoszeniu.
Dla wybranego fragmentu białka hACE2 wskazano reszty aminokwasowe, których wystąpienie w sekwencji jest kluczowe do zachowania pożądanej interakcji pomiędzy peptydem/peptydami, a białkiem wirusowym S (Figura 1).
Dla potrzeb niniejszego wynalazku przeanalizowano oddziaływanie heksapeptydu odpowiadającego natywnemu fragmentowi białka hACE2: 30-DKFNHE-35, który, zgodnie ze zgłoszeniem P.435261 wykazuje powinowactwo do domeny RBD podjednostki S1 glikoproteiny S wirusa SARS-CoV-2. Szczegółowa analiza in silico oddziaływań międzycząsteczkowych stabilizujących kompleks wskazuje na
PL 244438 Β1 możliwość optymalizacji sekwencji receptora /)ACE2 pod kątem zwiększenia siły oddziaływania takiego motywu z celem molekularnym.
Peptydy o zaprojektowanej zgodnie z wynalazkiem sekwencji mogą być uzyskane dowolną znaną techniką syntezy peptydów. W szczególności mogą być one uzyskane metodami biotechnologicznymi lub na drodze syntezy chemicznej, np. dowolną dostępną w stanie techniki metodą syntezy w fazie stałej (SPPS).
Przykład 2. Aktywność biologiczna peptydów
W celu potwierdzenia hipotezy, iż zaproponowane peptydowe inhibitory oddziaływań białkobiałko mogą wiązać się do powierzchni wirusowej glikoproteiny S, przeprowadzono doświadczenia z wykorzystaniem termoforezy mikroskalowej (z ang. Microscale Thermophoresis - MST) w obecności domeny RBD podjednostki S1, wirusowej glikoproteiny S oraz zaproponowanego peptydu.
W doświadczeniach użyto rekombinowanego białka SARS-CoV-2 podjednostką S1 domena RBD (Arg319-Phe541) eksprymowanego w komórkach HEK293 (z ang. Humań embryonic kidney 293) ze znacznikiem Monolith His-Tag Labbeling Kit RED-tris-NTA drugiej generacji dołączonym do C końcowej metki histydynowej. Białko zostało dostarczone przez Genscript®/Raybiotech Inc. nr kat. 230-30162 (czystość > 95%).
Doświadczenie przeprowadzono na aparacie Monolith NT 115 (NanoTemper Technologies) z wykorzystaniem kapilar Premium MO-K025 (https://nanotempertech.com/). Wszystkie próbki zostały przygotowane w IX PBST (0.05%). Stężenie białka we wszystkich pomiarach było stałe i wynosiło 50 nM, podczas gdy stężenia peptydów było zmieniane w zakresie od 200 pM do 50 μΜ. Wszystkie pomiary prowadzono w temperaturze 22°C.
Otrzymane dane z eksperymentów zostały przeanalizowane zgodnie z metodą opisaną wcześniej19, używając stosownych modeli zaimplementowanych w oprogramowaniu OriginLab 2020B (https://www.originlab.com/). Stała dysocjacji Kd została oszacowana przy wykorzystaniu tzw. aproksymacji globalnej (z ang. global fitting) na podstawie czterech niezależnych eksperymentów pseudo-miareczkowania MST z wykorzystaniem efektu dyfuzji termicznej zależnej od gradientu temperatury jako wskaźnika oddziaływania białko-ligand.
Analizę interfejsu oddziaływań pomiędzy białkami przeprowadzono używając oprogramowania COCOMAPS17 oraz wbudowanych modułów oprogramowania Pymol i Chimera18.
Analizę wpływu zmian sekwencji aminokwasowej na siłę oddziaływania przeprowadzono używając programu FoldX. [doi: 10.1093/bioinformatics/btz184].
Peptydy DKGNHE (1d) oraz DYGNHE (2d) zostały zsyntetyzowane (czystość > 95%) i dostarczone przez firmę GenScript Biotech (Netherlands) B.V. (https://www.genscript.com/).
Zastosowana technika pozwoliła na oszacowanie stałej dysocjacji (Kd) kompleksu peptydu i domeny RBD białka S wirusa SARS-CoV-2. Siła wiązania peptydu o sekwencji DYGNHE jest istotnie większa od natywnego peptydu DKGNHE, wyniki zostały przedstawione w Tabeli 1 oraz na Figurach 2-3.
Tabela 1.Stałe dysocjacji kompleksu (białko-ligand) wyznaczone na podstawie eksperymentów MST dla przykładowego peptydu według wynalazku (DYGNHE) oraz peptydu porównawczego DKGNHE.
| Id | Sekwencja | KD (nM) |
| Pcptyd Id | DKGNHE | 210±50nM |
| Pcptyd 2d | DYGNHE | 23 ± 8 nM |
Bibliografia
1. Wang, C., Horby, P. W., Hayden, F. G. & Gao, G.F.A novel coronavirus outbreak of global health concern. The Lancet 395, 470-473 (2020).
2. Zhou, P. et al. A pneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin. Nature 579, 270-273 (2020).
3. Yan, R. et al. Structural basis for the recognition of SARS-CoV-2 by full-length human ACE2. Science 367,1444-1448 (2020).
4. Timeline: WHO's COVID-19 response, https://www.who.int/emergencies/diseases/novel-co- ronavirus-2019/interactive-timeline.
5. WHO Coronavirus Disease (COVID-19) Dashboard, https://covid19.who.int.
6. Puca, E. et al. Short epidemiological overview of the current situation on COVID-19 pandemic in Southeast European (SEE) countries. J. Infect. Dev. Ctries. 14, 433-437 (2020).
7. Divani, A. A. et al. Coronavirus Disease 2019 and Stroke: Clinical Manifestations and Pathophysiological Insights. J. Stroke Cerebrovasc. Dis. 29,104941 (2020).
8. Hazard, D. et al. Joint analysis of duration of ventilation, length of intensive care, and mortality of COVID-19 patients: a multistate approach. BMC Med. Res. Methodol. 20, 206 (2020).
9. Nabil, A. et al. Current Coronavirus (SARS-CoV-2) epidemiological, diagnostic and therapeutic approaches: An updated review until June 2020. EXCLIJ. 19, 992-1016 (2020).
10. Al-Kassmy, J., Pedersen, J. & Kobinger, G. Vaccine Candidates against Coronavirus Infections. Where Does COVID-19 Stand? Viruses 12, (2020).
11. A Study to Evaluate Efficacy, Safety, and Immunogenicity of mRNA-1273 Vaccine in Adults Aged 18 Years and Older to Prevent COVID-19 - Full Text View - ClinicalTrials.gov. https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT04470427.
12. Rabaan, A. A. et al. SARS-CoV-2, SARS-CoV, and MERS-COV: A comparative overview. Infez. Med. 28, 174-184 (2020).
13. Rossi, G. A., Sacco, O., Mancino, E., Cristiani, L. & Midulla, F. Differences and similarities between SARS-CoV and SARS-CoV-2: spike receptor-binding domain recognition and host cell infection with support of cellular serine proteases. Infection (2020) doi: 10.1007/s15010-020-01486-5.
14. Fernandez-Bachiller, M. I. et al. Mapping Protein-Protein Interactions of the Resistance-Related Bacterial Zeta Toxin-Epsilon Antitoxin Complex (ε2ζ2) with High Affinity Peptide Ligands Using Fluorescence Polarization. Toxins 8, 222 (2016).
15. Westbrook, J. et al. The Protein Data Bank: unifying the archive. Nucleic Acids Res. 30, 245-248 (2002).
16. Lan, J. et al. Structure of the SARS-CoV-2 spike receptor-binding domain bound to the ACE2 receptor. Nature 1-6 (2020) doi:10.1038/s41586-020-2180-5.
17. Vangone, A., Spinelli, R., Scarano, V., Cavallo, L. & Oliva, R. COCOMAPS: a web application to analyze and visualize contacts at the interface of biomolecular complexes. Bioinforma. Oxf. Engl. 27, 2915-6 (2011).
18. Pettersen, E. F. et al. UCSF Chimera-a visualization system for exploratory research and analysis. J. Comput. Chem. 25,1605-1612 (2004).
19. Winiewska, M., Bugajska, E. & Poznański, J. ITC-derived binding affinity may be biased due to titrant (nano)-aggregation. Binding of halogenated benzotriazoles to the catalytic domain of human protein kinase CK2. PLOS ONE 12, e0173260 (2017).
Wykaz sekwencji
Sekwencja nr 1:
Peptyd 2d
DYGNHE
Asp Tyr Gly Asn His Glu
Sekwencja nr 2:
Peptyd 1d
DKGNHE
Asp Lys Gly Asn His Glu
Claims (3)
1. Peptyd posiadający sekwencję aminokwasową przedstawioną jako Sekw. nr 1 lub jego farmaceutycznie akceptowalna pochodna wybrana z grupy związków zawierających jego sole.
2. Peptyd określony w zastrz. 1 do stosowania w farmacji lub diagnostyce, zwłaszcza do stosowania w leczeniu lub zapobieganiu C0VID-19.
3. Peptyd określony w zastrz. 1 do stosowania w farmacji lub diagnostyce, zwłaszcza do stosowania w leczeniu lub zapobieganiu infekcji wywołanych wirusem SARS-CoV-2 lub wirusami wykazującymi wysokie podobieństwo sekwencyjnie do genomu wirusa SARS-CoV-2.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL436491A PL244438B1 (pl) | 2020-12-28 | 2020-12-28 | Peptyd do stosowania w leczeniu lub zapobieganiu COVID-19 |
| US18/270,019 US20240082341A1 (en) | 2020-12-28 | 2021-12-28 | Peptide for use in the treatment or prevention of covid-19 |
| EP21863044.0A EP4267248A2 (en) | 2020-12-28 | 2021-12-28 | Peptide for use in the treatment or prevention of covid-19 |
| PCT/PL2021/050094 WO2022146154A2 (en) | 2020-12-28 | 2021-12-28 | Peptide for use in the treatment or prevention of covid-19 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL436491A PL244438B1 (pl) | 2020-12-28 | 2020-12-28 | Peptyd do stosowania w leczeniu lub zapobieganiu COVID-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL436491A1 PL436491A1 (pl) | 2022-07-04 |
| PL244438B1 true PL244438B1 (pl) | 2024-01-29 |
Family
ID=80448660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL436491A PL244438B1 (pl) | 2020-12-28 | 2020-12-28 | Peptyd do stosowania w leczeniu lub zapobieganiu COVID-19 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20240082341A1 (pl) |
| EP (1) | EP4267248A2 (pl) |
| PL (1) | PL244438B1 (pl) |
| WO (1) | WO2022146154A2 (pl) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110131679A2 (en) * | 2000-04-19 | 2011-06-02 | Thomas La Rosa | Rice Nucleic Acid Molecules and Other Molecules Associated with Plants and Uses Thereof for Plant Improvement |
| EP2771349B1 (en) * | 2011-09-16 | 2020-02-26 | Iogenetics, LLC. | Bioinformatic processes for determination of peptide binding |
| KR20200010430A (ko) * | 2017-05-23 | 2020-01-30 | 드래곤플라이 쎄라퓨틱스, 인크. | Nkg2d, cd16 및 종양-연관 항원에 결합하는 단백질 |
| WO2019147873A2 (en) * | 2018-01-24 | 2019-08-01 | Trait Biosciences, Inc. | Systems and methods for enhancing trichome formation and density in cannabis |
-
2020
- 2020-12-28 PL PL436491A patent/PL244438B1/pl unknown
-
2021
- 2021-12-28 US US18/270,019 patent/US20240082341A1/en active Pending
- 2021-12-28 WO PCT/PL2021/050094 patent/WO2022146154A2/en active Application Filing
- 2021-12-28 EP EP21863044.0A patent/EP4267248A2/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP4267248A2 (en) | 2023-11-01 |
| PL436491A1 (pl) | 2022-07-04 |
| WO2022146154A3 (en) | 2022-08-04 |
| WO2022146154A2 (en) | 2022-07-07 |
| US20240082341A1 (en) | 2024-03-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Boopathi et al. | Novel 2019 coronavirus structure, mechanism of action, antiviral drug promises and rule out against its treatment | |
| Schütz et al. | Peptide and peptide-based inhibitors of SARS-CoV-2 entry | |
| Tortorici et al. | Structural basis for human coronavirus attachment to sialic acid receptors | |
| Wang et al. | SARS-CoV-2 invades host cells via a novel route: CD147-spike protein | |
| Wu et al. | Vaccines and therapies in development for SARS-CoV-2 infections | |
| Souza et al. | A molecular docking study revealed that synthetic peptides induced conformational changes in the structure of SARS-CoV-2 spike glycoprotein, disrupting the interaction with human ACE2 receptor | |
| US10568928B2 (en) | Compositions and methods for targeting nuclear import shuttles and treating inflammatory disorders | |
| Zehra et al. | Corona virus versus existence of human on the earth: A computational and biophysical approach | |
| Al-Azzam et al. | Peptides to combat viral infectious diseases | |
| Zu et al. | Peptide inhibitor of Japanese encephalitis virus infection targeting envelope protein domain III | |
| Nitin et al. | COVID-19: Invasion, pathogenesis and possible cure–A review | |
| JP2023514452A (ja) | 生体模倣ウイルスペプチドの特定及びその使用 | |
| Güler et al. | Coronavirus disease 2019 (COVID-19): Biophysical and biochemical aspects of SARS-CoV-2 and general characteristics | |
| Kumar et al. | A review of novel coronavirus disease (COVID-19): based on genomic structure, phylogeny, current shreds of evidence, candidate vaccines, and drug repurposing | |
| Dejnirattisai et al. | Omicron-B. 1.1. 529 leads to widespread escape from neutralizing antibody responses | |
| US11746144B2 (en) | Compositions and methods for treating a COVID-19 infection | |
| Sokullu et al. | Analysis of the SARS-CoV-2-host protein interaction network reveals new biology and drug candidates: focus on the spike surface glycoprotein and RNA polymerase | |
| US20230192813A1 (en) | Antibody that binds specifically to the sars cov 2 spike protein, and methods for its manufacture | |
| Wang et al. | Human endeavor for anti-SARS-CoV-2 pharmacotherapy: a major strategy to fight the pandemic | |
| PL244438B1 (pl) | Peptyd do stosowania w leczeniu lub zapobieganiu COVID-19 | |
| US9388217B2 (en) | Polypeptides for treating and/or limiting influenza infection | |
| Cabezón et al. | Drug weaponry to fight against SARS-CoV-2 | |
| Zhang et al. | Structural insights into ORF10 recognition by ZYG11B | |
| Ansari et al. | State-of-the-art Tools to Elucidate the therapeutic potential of TAT-peptide (TP) conjugated repurposing drug against SARS-CoV-2 spike glycoproteins | |
| Roy et al. | Exploring the COVID-19 potential targets: Big challenges to quest specific treatment |