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饶子和院士最新研究揭示新型冠状病毒的关键弱点:3CL蛋白酶靶点

2013-04-12 10:34 饶子和 生物谷 阅读 0
核心摘要: 饶子和院士研究组针对2012年源自中东的新型冠状病毒HCoV-EMC/2012,解析了其3C样蛋白酶(3CLpro)与抑制剂的复合物晶体结构,发现该酶是病毒复制的关键靶点,现有广谱抑制剂可有效靶向。研究结合病毒基因组测序和进化分析,确认该病毒为β冠状病毒属新成员,与蝙蝠冠状病毒亲缘最近。这一发现揭示了新型冠状病毒的“阿喀琉斯之踵”,为抗病毒药物研发提供了重要结构基础。

著名的分子生物物理与结构生物学家饶子和院士,其研究组主要研究方向是与重要病毒和肿瘤相关的蛋白质结构、功能以及创新药物的研究。近期,其研究组针对2012年源自中东地区的新型冠状病毒(HCoV-EMC/2012)展开了研究,指出这种新型病毒也有自己的“阿喀琉斯之踵”——3C样蛋白酶(3CLpro)。

冠状病毒是一个能够导致感冒的病毒家族。在SARS疫情爆发期间,这种病毒受到了广泛关注。由于冠状病毒突变性强,制服它们的关键在于解析病毒的结构,了解各结构域位点在病毒复制过程中扮演的角色,从而找到致病靶点。

此前,饶子和院士研究组已解析了I型人类冠状病毒CoV 2299E和II型鸡传染性支气管炎病毒(IBV)两种冠状病毒的ADRP位点结晶结构,以及它们与ADP核糖形成的复合物结构。这些结构数据为冠状病毒研究提供了重要基础,也为研发和筛选抗病毒药物奠定了坚实基础。

针对此次出现的新型冠状病毒HCoV-EMC/2012,研究人员首先构建了其3CLpro与广谱冠状病毒抑制剂形成的复合物晶体结构,发现目前的一些有效抑制剂能够靶向该病毒的3C样蛋白酶。这种蛋白酶类似于胰凝乳蛋白酶(chymotrypsin),是冠状病毒复制过程中的关键酶,因此成为抗病毒药物研发的重要靶点。

英国科学家此前完成了新型冠状病毒完整基因组的测序,并公布在英国卫生防护局网站上。同时,美国微生物学会旗下的《mBio》杂志发表了最新研究成果,对HCoV-EMC/2012病毒进行了测序,覆盖度达90%,并通过传统Sanger测序验证。进化分析将该病毒归入β冠状病毒属,其亲缘最近的病毒是分离自亚洲扁颅蝠(Tylonycteris pachypus)的BtCoV-HKU4和普通伏翼蝠(Pipistrellus abramus)的BtCoV-HKU5。HCoV-EMC/2012与BtCoV-HKU5的序列相似度仅为77%,这使其完全有资格被称为新型病毒。

利用这些数据,研究人员提出,尽管新型冠状病毒具有不同于以往冠状病毒的病理特征,但其编码的蛋白存在一定相似性,因此目前一些有效的抑制剂也能对抗HCoV-EMC。这一发现为开发针对新型冠状病毒的特效药物提供了重要线索。

核心观点:饶子和院士团队通过解析新型冠状病毒3CLpro与抑制剂的复合物结构,揭示了该病毒的“阿喀琉斯之踵”,为抗病毒药物研发提供了关键靶点。

参考文献:原文标题:The newly emerged SARS-Like coronavirus HCoV-EMC also has an "Achilles' heel": current effective inhibitor targeting a 3C-like protease.

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