Seit ein paar Wochen sind weltweit verschiedene Impfstoffe gegen den COVID-19-Erreger zugelassen und werden auch bereits verimpft. Allerdings bestehen teilweise Zweifel, ob diese Stoffe auch gegen Mutationen wirken. So sollen alle Stoffe, die bisher entwickelt und zugelassen wurden, beispielsweise gegen die Mutation aus Brasilien wirkungslos sein.
Nun haben Forscher möglicherweise einen neuen Ansatz gefunden, dem SARS-CoV-2-Virus – inklusive aller aktuellen und möglichen künftigen Mutationen – den Garaus zu machen: ein in allen Coronaviren vorhandenes Enzym. Zu diesem Schluss kommt eine Arbeitsgruppe um den Virologen Prof. Dr. John Ziebuhr von der Justus-Liebig-Universität Gießen in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Philipps-Universität Marburg sowie aus den Niederlanden und Russland. Sie hätten „mit einer evolutionär konservierten Enzymaktivität eine mögliche Zielstruktur für neue antivirale Therapieansätze bei COVID-19-Erkrankungen identifiziert“, teilt die Gruppe in der renommierten Fachzeitschrift PNAS mit.
Eine Protein-Domäne namens NiRAN
Coronaviren haben eine Erbsubstanz aus RNA, die im Rahmen der Replikation (Virusvermehrung) durch eine RNA-Polymerase vervielfältigt wird. Polymerasen sind Enzyme, die in allen Lebewesen vorkommen und wichtig für die Vermehrung sind. Im Gegensatz zu anderen Viren besitzen die RNA-Polymerasen der Coronaviren eine zusätzliche Protein-Domäne namens NiRAN. Diese findet man ausschließlich bei Viren der Ordnung Nidovirales, zu denen auch die Coronaviren gehören.
In ihrer Studie konnte die Forschergruppe nun zeigen, dass diese zusätzliche Domäne wesentlich für die Replikation des Virus ist. „Sie katalysiert eine chemische Modifikation, die sogenannte Protein-NMPylierung“, erklären die Forscher. „Dabei interagiert die RNA-Polymerase mittels ihrer NiRAN-Domäne mit einem anderen Protein des viralen Replikations-Transkriptions-Komplexes und überträgt dabei ein Nukleosidmonophosphat (NMP), das aus der Spaltung eines Nukleosidtriphosphats (NTP) gewonnen wird.“
Möglicher Angriffspunkt für die Entwicklung neuer antiviraler Medikamente
Die Wissenschaftler haben in ihrer Studie auch das Zielmolekül dieser NMPylierung ergründet: Das NMP werde auf ein kleines virales RNA-Bindeprotein, das sogenannte nsp9, übertragen. Diese enzymatische Reaktion erfolge sehr spezifisch, und die daran beteiligten Aminosäurereste seien bei allen bekannten Coronaviren konserviert.
„Unsere Daten liefern den experimentellen Beweis, dass sowohl die NiRAN-Aktivität als auch die spezifische nsp9-NMPylierung essenziell sind für die Coronavirus-Replikation“, so Prof. Ziebuhr. „Die Studie liefert eine ausgezeichnete Grundlage für funktionelle Studien anderer Nidovirus-NMPylierungsaktivitäten und bietet einen möglichen Angriffspunkt für die Entwicklung neuer antiviraler Medikamente.“
