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A molecularly engineered, broad-spectrum anti-coronavirus lectin inhibits SARS-CoV-2 and MERS-CoV infection in vivo

病毒学 体内 中东呼吸综合征冠状病毒 严重急性呼吸综合征冠状病毒2型(SARS-CoV-2) 冠状病毒 广谱 2019年冠状病毒病(COVID-19) 生物 2019-20冠状病毒爆发 化学 医学 爆发 传染病(医学专业) 遗传学 疾病 病理 组合化学
作者
Jasper Fuk‐Woo Chan,Yoo Jin Oh,Shuofeng Yuan,Hin Chu,Man Lung Yeung,Daniel Canena,Chris Chung‐Sing Chan,Vincent Kwok‐Man Poon,Chris Chun-Yiu Chan,Jinxia Zhang,Jian‐Piao Cai,Zi‐Wei Ye,Lei Wen,Terrence Tsz‐Tai Yuen,Kenn Ka‐Heng Chik,Huiping Shuai,Yixin Wang,Yuxin Hou,Cuiting Luo,Wan-Mui Chan,Zhenzhi Qin,Ko‐Yung Sit,Wing‐Kuk Au,Maureen Legendre,Rong Zhu,Lisa Hain,Hannah Seferovic,Robert Tampé,Kelvin Kai‐Wang To,Kwok‐Hung Chan,Dafydd G. Thomas,Miriam Klausberger,Cheng Xu,James J. Moon,Johannes Stadlmann,Josef Penninger,Chris Oostenbrink,Peter Hinterdorfer,Kwok‐Yung Yuen,David M. Markovitz
出处
期刊:Cell reports medicine [Elsevier]
卷期号:3 (10): 100774-100774 被引量:29
标识
DOI:10.1016/j.xcrm.2022.100774
摘要

"Pan-coronavirus" antivirals targeting conserved viral components can be designed. Here, we show that the rationally engineered H84T-banana lectin (H84T-BanLec), which specifically recognizes high mannose found on viral proteins but seldom on healthy human cells, potently inhibits Middle East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV), severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) (including Omicron), and other human-pathogenic coronaviruses at nanomolar concentrations. H84T-BanLec protects against MERS-CoV and SARS-CoV-2 infection in vivo. Importantly, intranasally and intraperitoneally administered H84T-BanLec are comparably effective. Mechanistic assays show that H84T-BanLec targets virus entry. High-speed atomic force microscopy depicts real-time multimolecular associations of H84T-BanLec dimers with the SARS-CoV-2 spike trimer. Single-molecule force spectroscopy demonstrates binding of H84T-BanLec to multiple SARS-CoV-2 spike mannose sites with high affinity and that H84T-BanLec competes with SARS-CoV-2 spike for binding to cellular ACE2. Modeling experiments identify distinct high-mannose glycans in spike recognized by H84T-BanLec. The multiple H84T-BanLec binding sites on spike likely account for the drug compound's broad-spectrum antiviral activity and the lack of resistant mutants.

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