5000. Proteinstruktur an BESSY II: Startpunkt für einen COVID-Wirkstoff

Proteine verfügen über komplexe Strukturen, an denen Moleküle andocken und deren biologische Funktionen beeinflussen können. Ein Team am HZB untersuchte in diesem Kontext das Nsp1-Protein. Es nimmt bei SARS-CoV-2-Infektionen eine Schlüsselrolle ein, indem es die zelleigene Proteinproduktion in den Ribosomen blockiert und so die Immunabwehr schwächt. Durch die Analyse von Proteinkristallen, die mit Fragmentbibliotheken versetzt wurden, identifizierten die Forschenden 21 potenzielle Kandidaten als Ausgangspunkte für die Medikamentenentwicklung. Dieser Erfolg markiert gleichzeitig die 5000. Struktur, die an der Strahlungsquelle BESSY II entschlüsselt wurde. Da das Virus weiterhin weltweit zirkuliert, bleibt die Suche nach wirksamen antiviralen Mitteln essenziell. Dabei gilt die Hauptdomäne von Nsp1 aufgrund ihrer Funktion als eines der vielversprechendsten Angriffsziele für neue Wirkstoffe.

Fragment-Screening: 21 potenzielle Angriffsziele am Corona-Protein identifiziert

Um neue Ansätze für Medikamente zu finden, führte das MX-Team an der Strahlungsquelle BESSY II ein Hochdurchsatzexperiment durch. Dabei wurde eine Fragmentbibliothek aus hunderten kleiner Moleküle genutzt, die einzeln mit Kristallen des Nsp1-Proteins versetzt wurden. Die anschließende Vermessung der dreidimensionalen Strukturen an den MX-Beamlines ergab, dass 21 dieser Moleküle erfolgreich an die Hauptdomäne von Nsp1 andocken konnten. Viele dieser Fragmente – darunter auch jenes in der 5000. Struktur – binden tief in einer Tasche nahe eines funktional kritischen Bereichs des Proteins.

„Damit ist es ein vielversprechender Ausgangspunkt für die Entwicklung größerer Wirkstoff-Moleküle, die Nsp1 während der Vermehrung von SARS-CoV-2 stören können“, sagt Dr. Frank Lennartz. Dr. Manfred Weiss ergänzt die Bedeutung der Methode: „Mit dem Fragment-Screening können wir systematisch kleine chemische Bausteine testen und herausfinden, welche davon an bestimmten Stellen an das Proteins binden. Das zeigt, wo das Protein angreifbar ist und liefert gleichzeitig Anfangsbausteine, aus denen sich komplexe Wirkstoffe entwickeln lassen“.

Quelle

Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH (02/2026)