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Die papainähnliche Protease PLpro ist ein essentielles Coronavirus-Enzym, das für die Verarbeitung viraler Polyproteine benötigt wird, um einen funktionellen Replikasekomplex zu erzeugen und die Virusverbreitung zu ermöglichen1,2. PLpro ist auch an der Spaltung proteinartiger post-translationaler Modifikationen an Wirtsproteinen als Ausweichmechanismus gegen antivirale Immunantworten des Wirts beteiligt3,4,5. Hier führen wir eine biochemische, strukturelle und funktionelle Charakterisierung des schweren akuten respiratorischen Syndroms Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) PLpro (SCoV2-PLpro) durch und skizzieren Unterschiede zu SARS-CoV PLpro (SCoV-PLpro) in der Regulation der Wirtsinterferon- und NF-κB-Wege. SCoV2-PLpro und SCoV-PLpro teilen sich 83% Sequenzidentität, weisen aber unterschiedliche Wirtssubstrat-Präferenzen auf; SCoV2-PLpro spaltet bevorzugt das Ubiquitin-ähnliche Interferon-stimulierte Gen-15-Protein (ISG15), während SCoV-PLpro vorwiegend auf Ubiquitin-Ketten abzielt. Die Kristallstruktur von SCoV2-PLpro im Komplex mit ISG15 zeigt ausgeprägte Interaktionen mit der aminoterminalen Ubiquitin-ähnlichen Domäne von ISG15, was die hohe Affinität und Spezifität dieser Interaktionen unterstreicht. Darüber hinaus trägt SCoV2-PLpro nach der Infektion zur Spaltung von ISG15 vom Interferon-Response-Faktor 3 (IRF3) bei und dämpft Typ-I-Interferon-Reaktionen. Insbesondere die Hemmung von SCoV2-PLpro mit GRL-0617 beeinträchtigt die virusinduzierte zytopathogene Wirkung, erhält den antiviralen Interferonweg aufrecht und reduziert die virale Replikation in infizierten Zellen. Diese Ergebnisse verdeutlichen eine mögliche duale therapeutische Strategie, bei der die gezielte Gabe von SCoV2-PLpro die SARS-CoV-2-Infektion unterdrücken und die antivirale Immunität fördern kann.
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