Specificity of SARS-CoV 3CL protease

• Project/Area Number: 18K06144
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 43030:Functional biochemistry-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Muramatsu Tomonari 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任准教授 (70212256)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: SARS / コロナウイルス / ポリタンパク質 / プロテアーゼ / 3CLプロテアーゼ / メインプロテアーゼ / ウイルス / ピコルナウイルス / 基質認識

Outline of Final Research Achievements

The model protein for the SARS-CoV3CL protease proform was expressed in an E. coli cell-free system. This model protein had a pro sequence of 10 amino acids at both ends of the mature protease region of the polyprotein, but was processed at both ends to become a mature form. By introducing mutations into the recognition site, we were able to generate N-terminal, C-terminal, and both-terminal proforms. The activity and substrate specificity of each enzyme were measured and the maturation process was simulated. There was no change in substrate specificity during maturation, but there was a difference in the recognition of P3' site in the N-terminal and C-terminal processing sites.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ウイルスに対する治療薬の開発には、ウイルス自体の増殖複製のメカニズムの解明が必要である。対象としているプロテアーゼはコロナウイルスの増殖過程において初期に用いられるものであるから、創薬のターゲットとなっている。しかし、それはプロテアーゼ活性の抑制をめざしているもであり、プロテアーゼ自体の成熟化を阻害することをめざしているものはない。この過程を明らかにすれば、より効率的な阻害剤を開発することができると考ええている。