Abstract Coronaviruses protect their single-stranded RNA genome with a methylated cap during replication. The capping process is initiated by several nonstructural proteins (nsp) encoded in the viral genome. The methylation is performed by two methyltransferases, nsp14 and nsp16 where nsp10 acts as a co-factor to both. Aditionally, nsp14 carries an exonuclease domain, which operates in the proofreading system during RNA replication of the viral genome. Both nsp14 and nsp16 were reported to independently bind nsp10, but the available structural information suggests that the concomitant interaction between these three proteins should be impossible due to steric clashes. Here, we show that nsp14, nsp10, and nsp16 can form a heterotrimer complex. This interaction is expected to encourage formation of mature capped viral mRNA, modulating the nsp14’s exonuclease activity, and protecting the viral RNA. Our findings show that nsp14 is amenable to allosteric regulation and may serve as a novel target for therapeutic approaches.

Abstract During the RNA replication, coronaviruses require proofreading to maintain the integrity of their large genomes. Nsp14 associates with viral polymerase complex to excise the mismatched nucleotides. Aside from the exonuclease activity, nsp14 methyltransferase domain mediates cap methylation, facilitating translation initiation and protecting viral RNA from recognition by the innate immune sensors. The nsp14 exonuclease activity is modulated by a protein co-factor nsp10. While the nsp10/nsp14 complex structure is available, the mechanistic basis for nsp10 mediated modulation remains unclear in the absence of nsp14 structure. Here we provide a crystal structure of nsp14 in an apo-form. Comparative analysis of the apo- and nsp10 bound structures explain the modulatory role of the co-factor protein. Further, the structure presented in this study rationalizes the recently proposed idea of nsp14/nsp10/nsp16 ternary complex.

ABSTRACT Screening for small-molecule fragments that can lead to potent inhibitors of protein-protein interactions (PPIs) is often a laborious step as the fragments cannot dissociate the targeted PPI due to their low μM-mM affinities. Here, we describe an NMR competition assay - called w-AIDA-NMR (weak-Antagonist Induced Dissociation Assay-NMR) - that is sensitive to weak μM-mM ligand-protein interactions and which can be used in initial fragment screening campaigns. By introducing point mutations in the complex’s protein that is not targeted by the inhibitor, we lower the effective affinity of the complex allowing for short fragments to dissociate the complex. We illustrate the method with the compounds that block the Mdm2/X-p53 and PD-1/PD-L1 oncogenic interactions. Targeting the PD-/PD-L1 PPI has profoundly advanced the treatment of different types of cancers.

CA170 is currently the only small molecule modulator in clinical trials targeting PDL1 and VISTA proteins important negative checkpoint regulators of immune activation. The reported therapeutic results to some extent mimic those of FDA-approved monoclonal antibodies overcoming the limitations of the high production costs and adverse effects of the latter. However, no conclusive biophysical evidence proving the binding to hPDL1 has ever been presented. Using well known in vitro methods: NMR binding assay, HTRF and cell based activation assays, we clearly show that there is no direct binding between CA-170 and PDL1. To strengthen our reasoning, we performed control experiments on AUNP12 a 29 mer peptide, which is a precursor of CA-170. Positive controls consisted of the well-documented small molecule PDL1 inhibitors: BMS1166 and peptide p57.

Therapeutic antibodies directed against either programmed cell death-1 protein (PD-1) or its ligand PD-L1 have demonstrated efficacy in the treatment of various cancers. In contrast with antibodies, small molecules have the potential for increased tissue penetration; better pharmacology; and therefore, improved antitumor activity. A series of nonsymmetric C2 inhibitors were synthesized and evaluated for PD-1/PD-L1 interaction inhibition. These compounds induced PD-L1 dimerization and effectively blocked PD-L1/PD-1 interaction in a homogeneous time-resolved fluorescence (HTRF) assay with most inhibitors exhibiting IC