Structure- and Interaction-Based Design of Anti-SARS-CoV-2 Aptamers
Julkaisuvuosi
2022
Tekijät
Mironov, Vladimir; Shchugoreva, Irina A.; Artyushenko, Polina V.; Morozov, Dmitry; Borbone, Nicola; Oliviero, Giorgia; Zamay, Tatiana N.; Moryachkov, Roman V.; Kolovskaya, Olga S.; Lukyanenko, Kirill A.; Song, Yangling; Merkuleva, Iuliia A.; Zabluda, Vladimir N.; Peters, Georgy; Koroleva, Lyudmila S.; Veprintsev, Dmitry V.; Glazyrin, Yury E.; Volosnikova, Ekaterina A.; Belenkaya, Svetlana V.; Esina, Tatiana I.; Isaeva, Anastasiya A.; Nesmeyanova, Valentina S.; Shanshin, Daniil V.; Berlina, Anna N.; Komova, Nadezhda S.; Svetlichnyi, Valery A.; Silnikov, Vladimir N.; Shcherbakov, Dmitriy N.; Zamay, Galina S.; Zamay, Sergey S.; Smolyarova, Tatyana; Tikhonova, Elena P.; Chen, Kelvin H.-C.; Jeng, U-Ser; Condorelli, Gerolama; de Franciscis, Vittorio; Groenhof, Gerrit; Yang, Chaoyong; Moskovsky, Alexander A.; Fedorov, Dmitri G.; Tomilin, Felix N.; Tan, Weihong; Alexeev, Yuri; Berezovski, Maxim V.; Kichkailo, Anna S.
Näytä enemmänTiivistelmä
Aptamer selection against novel infections is a complicated and time-consuming approach. Synergy can be achieved by using computational methods together with experimental procedures. This study aims to develop a reliable methodology for a rational aptamer in silico et vitro design. The new approach combines multiple steps: (1) Molecular design, based on screening in a DNA aptamer library and directed mutagenesis to fit the protein tertiary structure; (2) 3D molecular modeling of the target; (3) Molecular docking of an aptamer with the protein; (4) Molecular dynamics (MD) simulations of the complexes; (5) Quantum-mechanical (QM) evaluation of the interactions between aptamer and target with further analysis; (6) Experimental verification at each cycle for structure and binding affinity using small-angle X-ray scattering, cytometry, and fluorescence polarization. Using a new iterative design procedure, Interaction Based Drug Design (SIBDD), a highly specific aptamer to the receptor-binding domain of the SARS-CoV-2 spike protein, was developed and validated. The SIBDD approach enhances speed of the high-affinity aptamers development from scratch, using a target protein structure. The method could be used to improve existing aptamers for stronger binding. This approach brings to an advanced level the development of novel affinity probes, functional nucleic acids. It offers a blueprint for the straightforward design of targeting molecules for new pathogen agents and emerging variants.
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Kustantaja
Volyymi
28
Numero
12
Artikkelinumero
e202104481
ISSN
Julkaisufoorumi
Julkaisufoorumitaso
2
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Ei
Rinnakkaistallennettu
Kyllä
Muut tiedot
Tieteenalat
Kemia; Biokemia, solu- ja molekyylibiologia
Avainsanat
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Julkaisumaa
Saksa
Kustantajan kansainvälisyys
Kansainvälinen
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Kyllä
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.1002/chem.202104481
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä