Abstract As newer variants of SARS-CoV-2 continue to pose major threats to global human health and economy, identifying novel druggable antiviral targets is the key towards sustenance. Here, we identify an evolutionary conserved “E-L-L” motif present within the HR2 domain of all human and non-human coronavirus spike (S) proteins that play a crucial role in stabilizing the post-fusion six-helix bundle (6-HB) structure and thus, fusion-mediated viral entry. Mutations within this motif reduce the fusogenicity of the S protein without affecting its stability or membrane localization. We found that posaconazole, an FDA-approved drug, binds to this “E-L-L” motif resulting in effective inhibition of SARS-CoV-2 infection in cells. While posaconazole exhibits high efficacy towards blocking S protein-mediated viral entry, mutations within the “E-L-L” motif rendered the protein completely resistant to the drug, establishing its specificity towards this motif. Our data demonstrate that posaconazole restricts early stages of infection through specific inhibition of membrane fusion and viral genome release into the host cell and is equally effective towards all major variants of concerns of SARS-CoV-2 including beta, kappa, delta, and omicron. Together, we show that this conserved essential “E-L-L” motif is an ideal target for the development of prophylactic and therapeutic interventions against SARS-CoV-2.

Abstract Non-homologous end-joining DNA repair is essential for the survival and sustenance of M. tuberculosis (Mtb) in the dormant stage of its life cycle. The ability of Mtb to sustain itself in the inactive form has been reported to be the critical factor for its resilience over the years. To unravel one of the salient features of the Mtb’s arsenal, we exploited in silico and in vitro tools to characterize the DNA binding properties of mycobacterial protein Ku (mKu) and its role in mycobacterial NHEJ. Here, we report the strong affinity of mKu for linear dsDNA exhibiting positive cooperativity for dsDNAs (ζ40bp). Molecular dynamics complemented with in vitro experiments showed that the DNA binding of mKu provides stability to both mKu homodimer and the DNA. Furthermore, mKu end-capping of DNA was seen to protect the DNA termini against nucleolytic degradation by exonuclease. The DNA-mKu association formed higher-order oligomers probably due to the lodgement of two DNA molecules at opposite ends of the mKu homodimer. The ability of mKu to form continuous filament-like structures with DNA indicated its potential role in mycobacterial NHEJ synapsis.

Non-homologous end-joining (NHEJ) stands as a pivotal DNA repair pathway crucial for the survival and persistence of Mycobacterium tuberculosis (Mtb) during its dormant, non-replicating phase, a key aspect of its long-term resilience. Mycobacterial NHEJ is a remarkably simple two-component system comprising the rate-limiting DNA binding protein Ku (mKu) and Ligase D. To elucidate mKu's role in NHEJ, we conducted a series of in silico and in vitro experiments. Molecular dynamics simulations and in vitro assays revealed that mKu's DNA binding stabilizes both the protein and DNA, while also shielding DNA ends from exonuclease degradation. Surface plasmon resonance (SPR) and electrophoretic mobility shift assays (EMSA) demonstrated mKu's robust affinity for linear double-stranded DNA (dsDNA), showing positive cooperativity for DNA substrates of 40 base pairs or longer, and its ability to slide along DNA strands. Moreover, analytical ultracentrifugation, size exclusion chromatography, and negative stain electron microscopy (EM) unveiled mKu's unique propensity to form higher-order oligomers exclusively with DNA, suggesting a potential role in mycobacterial NHEJ synapsis. This comprehensive characterization sheds new light on mKu's function within the Mtb NHEJ repair pathway. Targeting this pathway may thus impede the pathogen's ability to persist in its latent state within the host for prolonged periods.