The pandemic of coronavirus disease 2019 (COVID-19) is changing the world like never before. This crisis is unlikely contained in the absence of effective therapeutics or vaccine. The papain-like protease (PLpro) of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) plays essential roles in virus replication and immune evasion, presenting a charming drug target. Given the PLpro proteases of SARS-CoV-2 and SARS-CoV share significant homology, inhibitor developed for SARS-CoV PLpro is a promising starting point of therapeutic development. In this study, we sought to provide structural frameworks for PLpro inhibitor design. We determined the unliganded structure of SARS-CoV-2 PLpro mutant C111S, which shares many structural features of SARS-CoV PLpro. This crystal form has unique packing, high solvent content and reasonable resolution 2.5 Å, hence provides a good possibility for fragment-based screening using crystallographic approach. We characterized the protease activity of PLpro in cleaving synthetic peptide harboring nsp2/nsp3 juncture. We demonstrate that a potent SARS-CoV PLpro inhibitor GRL0617 is highly effective in inhibiting protease activity of SARS-CoV-2 with the IC50 of 2.2 ± 0.3 μmol/L. We then determined the structure of SARS-CoV-2 PLpro complexed by GRL0617 to 2.6 Å, showing the inhibitor accommodates the S3-S4 pockets of the substrate binding cleft. The binding of GRL0617 induces closure of the BL2 loop and narrows the substrate binding cleft, whereas the binding of a tetrapeptide substrate enlarges the cleft. Hence, our results suggest a mechanism of GRL0617 inhibition, that GRL0617 not only occupies the substrate pockets, but also seals the entrance to the substrate binding cleft hence prevents the binding of the LXGG motif of the substrate.

ABSTRACT The natural resistance of rapid growth Mycobacterium (RGM) against multiple antibiotics renders the treatment of caused infections less successful and time consuming. Therefore, new effective agents are urgently needed. The aim of this study was to evaluate the in vitro susceptibility of 115 isolates, constituting different RGM species, against four oxazolidinones i.e. delpazolid, sutezolid, tedizolid and linezolid. Additionally, 32 reference strains of different RGM species were also tested. The four oxazolidinones exhibited potent in vitro activity against the recruited RGM reference strains, 24 out of 32 RGM species had MICs ≤ 8 μg/mL against all four oxazolidinones whereas tedizolid and delpazolid generally presented lower MICs than linezolid or sutezolid. Tedizolid showed the strongest activity against clinical isolates of M. abscessus with MIC 50 =1μg/mL and MIC 90 =2μg/mL. MIC values for tedizolid were usually 4- to 8-fold less than the MICs of linezolid for M. abscessus subsp. abscessus . The MIC distributions of sutezolid and linezolid were similar, while delpazolid showed 2-fold lower MIC as compared with linezolid. Linezolid was not active against most of the tested M. fortuitum isolates, 22 out of the 25 M. fortuitum were resistant against linezolid. However, delpazolid exhibited better antimicrobial activity against these isolates with 4-fold lower MIC values, in contrast with linezolid. In addition, the protein alignment of RplC and RplD and structure based analysis showed that there may be no correlation between oxazolidinones resistance and mutations in rplC, rplD and 23 srRNA genes in tested RGM. This study showed tedizolid harbors the strongest inhibitory activity against M. abscessus in vitro , while delpazolid presented the best activity against M. fortuitum , which provided important insights on the potential clinical application of oxazolidinones to treat RGM infections.

Abstract The pandemic of SARS-CoV-2 has caused a high number of deaths in the world. To combat it, it is necessary to develop a better understanding of how the virus infects host cells. Infection normally starts with the attachment of the virus to cell-surface glycans like heparan sulfate (HS) and sialic acid-containing oligosaccharides. In this study, we examined and compared the binding of the subunits and spike (S) proteins of SARS-CoV-2 and SARS-CoV, MERS-CoV to these glycans. Our results revealed that the S proteins and subunits can bind to HS in a sulfation-dependent manner, the length of HS is not a critical factor for the binding, and no binding with sialic acid residues was detected. Overall, this work suggests that HS binding may be a general mechanism for the attachment of these coronaviruses to host cells, and supports the potential importance of HS in infection and in the development of antiviral agents against these viruses.

Abstract The majority of phages, viruses that infect prokaryotes, deliver their genomic material into host cells via a tail structure. Previous research has established that the central tube of these phages, composed of tail tube protein (TTP), is structurally conserved, typically forming either hexameric or trimeric rings. In this study, we revealed a novel pentameric assembly of TTP and present two cryo-EM structures at resolutions of 3.5 Å and 3.7 Å, respectively. Our detailed structural analysis demonstrates that the inner surface of the pentameric tube is highly negatively charged. Critical residues located on the loop between β3 and β4 play pivotal roles in the formation of the pentameric rings, and mismatches of the interactions between the stacked layers can induce the curvature of the tube. The cryo-EM structure of the TTP polymer at the tube’s end uncovered that the β-strands that span amino acids 27-65 move towards the central tunnel, potentially blocking the tunnel through which the phage genome is released. Our study provides new structural insights into a novel assembly of TTP, which will extend the understanding of phage assembly.