undefined

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 enemmän

Tiivistelmä

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 enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Jyväskylän yliopisto

Morozov Dmitry Orcid -palvelun logo

Groenhof Gerrit Orcid -palvelun logo

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Volyymi

28

Numero

12

Artikkelinumero

e202104481

Julkaisu­foorumi

53345

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