インフルエンザキャップスナッチエンドヌクレアーゼ阻害剤バルキサビルマルボキシの活性型は、緊密な結合阻害剤です

Baloxavir Marboxil（BXM）は、インフルエンザAおよびB感染および露出後予防の治療のためのFDA承認の抗ウイルスプロドラッグです。活性型であるバルキサビル酸（BXA）は、インフルエンザウイルスポリメラーゼ複合体のキャップスナッチエンドヌクレアーゼ（PA）を標的とします。ヌクレアーゼ活性は、転写のためのプライマーを提供し、以前の報告では、BXAがヌクレアーゼ活性を高い効力でブロックすることが示されています。ただし、作用メカニズムに関する生化学的研究は不足しています。構造データは、BXAが活性部位で2つの二価金属イオンをキレート化することを示しています。ヒト免疫不全ウイルス1型（HIV-1）インテグラゼまたはリボヌクレアーゼ（RNase）Hのように。I38T変異がどのように薬物に耐性を付与するか。組換えヘテロトリメリック酵素（FLUB-HT）による酵素速度論により、緊密な結合阻害剤の特性が明らかになりました。見かけの阻害剤定数（KIAPP）は12 nmですが、I38T変異はKIAPPを約18倍増加させました。順序順序実験は、阻害を観察するためにflub-ht、mg2+イオン、およびBXAの事前に形成された複合体が必要であることを示しています。これは、活性部位結合と一致するものです。逆に、FLUB-HTおよびRNA基質の事前に形成された複合体は、BXAが活性部位にアクセスすることを防ぎます。DNA基質と相互作用するインテグレーゼ阻害剤とは異なり、BXAは活性部位で核酸と競合するRNase H阻害剤のように動作します。集合データは、BXAが緊密な結合阻害剤であり、I38T変異がこれらの特性を減少させるという結論をサポートしています。

Baloxavir marboxil (BXM) is an FDA-approved antiviral prodrug for the treatment of influenza A and B infection and postexposure prophylaxis. The active form, baloxavir acid (BXA), targets the cap-snatching endonuclease (PA) of the influenza virus polymerase complex. The nuclease activity delivers the primer for transcription, and previous reports have shown that BXA blocks the nuclease activity with high potency. However, biochemical studies on the mechanism of action are lacking. Structural data have shown that BXA chelates the two divalent metal ions at the active site, like inhibitors of the human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) integrase or ribonuclease (RNase) H. Here we studied the mechanisms underlying the high potency of BXA and how the I38T mutation confers resistance to the drug. Enzyme kinetics with the recombinant heterotrimeric enzyme (FluB-ht) revealed characteristics of a tight binding inhibitor. The apparent inhibitor constant (Kiapp) is 12 nM, while the I38T mutation increased Kiapp by ∼18-fold. Order-of-addition experiments show that a preformed complex of FluB-ht, Mg2+ ions and BXA is required to observe inhibition, which is consistent with active site binding. Conversely, a preformed complex of FluB-ht and RNA substrate prevents BXA from accessing the active site. Unlike integrase inhibitors that interact with the DNA substrate, BXA behaves like RNase H inhibitors that compete with the nucleic acid at the active site. The collective data support the conclusion that BXA is a tight binding inhibitor and the I38T mutation diminishes these properties.