Valencià:
El Grupo d’Investigació en Bioquímica Computacional de la Universitat Jaume I (UJI) ha aconseguit revelar el mecanisme molecular de la SARS-CoV-2 Mpro, un dels enzims essencials per al procés de replicació del virus responsable de la pandèmia de la COVID-19. Els resultats d'aquesta recerca, els quals poden ser útils per al desenvolupament de nous fàrmacs antivirals, han sigut obtinguts per Katarzyna Świderek i Vicent Moliner i s'acaben de publicar en Chemical Science. A més, aquest estudi ha estat seleccionat per aquesta revista com un dels més rellevants de 2020.
El treball, realitzat en el Departament de Química Física i Analítica de l'Escola Superior de Tecnologia i Ciències Experimentals (ESTCE), s'ha centrat en l'estudi del funcionament de l'enzim SARS-CoV-2 Mpro per mitjà de mètodes computacionals els quals combinen la mecànica quàntica amb la mecànica molecular (QM/MM, de les seues sigles en anglès).
El catedràtic de Química Física de l'UJI, Vicent Moliner, argumenta que la descripció a nivell atòmic de com funciona aquest enzim «suggereix que el procés complet implica quatre reaccions químiques que tenen lloc en dues etapes en el mateix centre actiu de l'enzim. El mecanisme d'acció difereix d'altres enzims de la mateixa família, les cisteïna proteases,  presents en altres éssers vius, inclosos els humans»
ANTIVIRALS ESPECÍFICS
Els científics expliquen que, per exemple, quan el virus entra en les cèl·lules humanes per a replicar-se, la SARS-CoV-2 Mpro presenta una clara especificitat per a trencar les cadenes peptídiques humanes després de l'aminoàcid Gln, una capacitat no observada en les proteasas humanes. «Aquesta característica fa que aquest enzim siga un excel·lent objectiu per a dissenyar nous fàrmacs antivirals específics», assevera la investigadora Katarzyna Świderek.
«La credibilitat dels nostres resultats, obtinguts mitjançant aquestes tècniques computacionals, ve avalada pel fet que algunes de les nostres conclusions, com són la velocitat de reacció de l'enzim o algunes de les interaccions que s'estableixen entre el centre actiu de l'enzim i la cadena peptídica humana que està trossejant, coincideixen amb dades experimentals publicades en els últims mesos per altres grups d'investigació internacionals», exposa K. Świderek. En definitiva, conclou Moliner, «els resultats derivats del nostre estudi poden utilitzar-se per a guiar el disseny de compostos antivirals per al tractament eficaç de la COVID-19».
Vicent Moliner és catedràtic de Química Física a la Universitat Jaume I i investigador principal del Grup de Bioquímica Computacional Computacional. Per la seua part, la doctora Katarzyna Świderek és investigadora Juan de la Cierva-Incorporació del mateix grup i, recentment, ha obtingut un contracte en el programa d'excel·lència JIN del Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats.
Aquest grup de l'UJI es dedica al desenvolupament i aplicació de mètodes teòrics per a l'estudi de processos biològics mitjançant simulacions amb ordinadors de grans prestacions. Entre altres troballes, ha revelat com funcionen els enzims en sistemes relacionats amb processos degeneratius com la malaltia d'Alzheimer. També han dissenyat, en col·laboració amb grups d'universitats del Canadà i Regne Unit, xicotetes molècules que inhibeixen altres enzims en processos infecciosos. Aquest últim estudi, centrat en el paper de les glicosidases, clau per a digerir carbohidrats, controlar les infeccions per patògens o la defensa antibacteriana, es va publicar en Nature Communications.
 
Aquesta línia d'investigació disposa de la subvenció del Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats (refs. PGC2018-094852-B-C21 i PID2019-107098RJ-I00), per la Generalitat Valenciana (refs. AICO/2019/195 i SEJI/2020/007) i per la Universitat Jaume I (UJI-B2017-31 i UJI-A2019-04). Totes les simulacions computacionals s'han dut a terme en el centre de càlcul de la Universitat Jaume I.
 
Més informació:
“Revealing the Molecular Mechanisms of Proteolysis of SARS-CoV-2 Mpro from QM/MM Computational Methods”, Katarzyna Świderek, Vicent Moliner. Chemical Science 2020, DOI: 10.1039/D0SC02823A.
2020 Chemical Science HOT Article Collection
https://pubs.rsc.org/en/journals/articlecollectionlanding?sercode=sc&themeid=17d09635-298b-4f51-af77-6807fc15e6e1

Español:
El Grupo de Investigación en Bioquímica Computacional de la Universitat Jaume I (UJI) ha logrado revelar el mecanismo molecular de la SARS-CoV-2 Mpro, una de las enzimas esenciales para el proceso de replicación del virus responsable de la pandemia de la COVID-19. Los resultados de esta investigación, que pueden ser útiles para el desarrollo de nuevos fármacos antivirales, han sido obtenidos por Katarzyna Świderek y Vicent Moliner y se acaban de publicar en Chemical Science. Además, este estudio ha sido seleccionado por esta revista como uno de los más relevantes de 2020.
El trabajo, realizado en el Departamento de Química Física y Analítica de la Escuela Superior de Tecnología y Ciencias Experimentales (ESTCE), se ha centrado en el estudio del funcionamiento de la enzima SARS-CoV-2 Mpro por medio de métodos computacionales que combinan la mecánica cuántica con la mecánica molecular (QM/MM, de sus siglas en inglés).
El catedrático de Química Física de la UJI, Vicent Moliner, argumenta que la descripción a nivel atómico de cómo funciona esta enzima «sugiere que el proceso completo implica cuatro reacciones químicas que tienen lugar en dos etapas en el mismo centro activo de la enzima. El mecanismo de acción difiere de otras enzimas de la misma familia, las cisteína proteasas, presentes en otros seres vivos, incluidos los humanos».
ANTIVIRALES ESPECÍFICOS
Los científicos explican que, por ejemplo, cuando el virus entra en las células humanas para replicarse, la SARS-CoV-2 Mpro presenta una clara especificidad para romper las cadenas peptídicas humanas después del aminoácido Gln, una capacidad no observada en las proteasas humanas. «Esta característica hace que esta enzima sea un excelente objetivo para diseñar nuevos fármacos antivirales específicos», asevera la investigadora Katarzyna Świderek.
«La credibilidad de nuestros resultados, obtenidos mediante estas técnicas computacionales, viene avalada por el hecho de que algunas de nuestras conclusiones, como son la velocidad de reacción de la enzima o algunas de las interacciones que se establecen entre el centro activo de la enzima y la cadena peptídica humana que está troceando, coinciden con datos experimentales publicados en los últimos meses por otros grupos de investigación internacionales», expone K. Świderek. En definitiva, concluye Moliner, «los resultados derivados de nuestro estudio pueden utilizarse para guiar el diseño de compuestos antivirales para el tratamiento eficaz de la COVID-19».
Vicent Moliner es catedrático de Química Física en la Universitat Jaume I e investigador principal del Grupo de Bioquímica Computacional Computacional. Por su parte, la doctora Katarzyna Świderek es investigadora Juan de la Cierva-Incorporación del mismo grupo y, recientemente, ha obtenido un contrato en el programa de excelencia JIN del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades.
Este grupo de la UJI se dedica al desarrollo y aplicación de métodos teóricos para el estudio de procesos biológicos mediante simulaciones con ordenadores de grandes prestaciones. Entre otros hallazgos, ha revelado cómo funcionan las enzimas en sistemas relacionados con procesos degenerativos como la enfermedad de Alzheimer. También han diseñado, en colaboración con grupos de universidades de Canadá y Reino Unido, pequeñas moléculas que inhiben otras enzimas en procesos infecciosos. Este último estudio, centrado en el papel de las glicosidasas, clave para digerir carbohidratos, controlar las infecciones por patógenos o la defensa antibacteriana, se publicó en Nature Communications.
Esta línea de investigación está siendo subvencionada por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (refs. PGC2018-094852-B-C21 y PID2019-107098RJ-I00), por la Generalitat Valenciana (refs. AICO/2019/195 y SEJI/2020/007) y por la Universitat Jaume I (UJI-B2017-31 y UJI-A2019-04). Todas las simulaciones computacionales se han llevado a cabo en el centro de cálculo de la Universitat Jaume I.
 
Más información:
“Revealing the Molecular Mechanisms of Proteolysis of SARS-CoV-2 Mpro from QM/MM Computational Methods”, Katarzyna Świderek, Vicent Moliner. Chemical Science 2020, DOI: 10.1039/D0SC02823A.
2020 Chemical Science HOT Article Collection
https://pubs.rsc.org/en/journals/articlecollectionlanding?sercode=sc&themeid=17d09635-298b-4f51-af77-6807fc15e6e1