SARS-CoV2 im Röntgenlicht

Weltweit forschen Teams daran, Wirkstoffe gegen SARS-CoV-2 zu entwickeln. Wichtig ist dafür die Struktur­analyse von Makro­molekülen, die im Virus eine Funktion ausüben. Diese Funktion hängt eng mit der drei­dimensionalen Architektur des Makromoleküls zusammen. Kennt man diese dreidimensionale Architektur, kann man gezielt Angriffspunkte für Wirkstoffe identi­fizieren. Für die Vermehrung der Viren ist ein spezielles Protein zuständig: die virale Haupt­protease (Mpro oder auch 3CLpro). Nun hat ein Team um Rolf Hilgenfeld, Universität Lübeck, die drei­dimensionale Architektur der Hauptprotease von SARS-CoV-2 entschlüsselt. Die Forscher haben dafür das hochintensive Röntgen­licht der Anlage Bessy II des Helmholtz-Zentrum Berlin genutzt.

„Speziell für solche hoch­aktuellen Frage­stellungen ermöglichen wir einen „Fast-Track-Zugang zu unseren Instrumenten“, sagt Manfred Weiss, der die Gruppe makro­molekulare Kristallo­graphie am HZB leitet. An den MX-Instrumenten, die die Gruppe betreut, können winzigste Protein­kristalle mit hochbrillantem Röntgenlicht durchleuchtet werden. Die Bilder enthalten Informationen zur drei­dimensionalen Architektur der Proteinmoleküle. Mit Hilfe von Computer­programmen lassen sich die komplexe Gestalt des Protein­moleküls sowie seine Elektronen­dichte berechnen.

Daraus ergeben sich nun konkrete Ansatzpunkte, um Wirkstoffe zu entwickeln. Diese könnten gezielt an Schwach­stellen des Makro­moleküls andocken und seine Funktion behindern. Rolf Hilgenfeld ist ein weltweit anerkannter Experte auf dem Gebiet der Virologie und hat bereits während der SARS-Pandemie 2002/2003 einen Hemmstoff gegen diese Virensorte entwickelt. 2016 gelang es ihm, ein Enzym des Zikavirus zu ent­schlüsseln.

HZB / JOL

Weitere Infos

• Originalveröffentlichung
  L. Zhang et al.: Crystal structure of SARS-CoV-2 main protease provides a basis for design of improved α-ketoamide inhibitors, Science, online 20. März 2020; DOI: 10.1126/science.abb3405
• Makromolekulare Kristallographie, Helmholtz-Zentrum Berlin HZB
• Institut für Biochemie, Universität Lübeck