國際第一例!中國再完成創(chuàng)舉:成功解析新冠病毒主蛋白酶三維結(jié)構(gòu)
4月10日,據(jù)媒體報道,由中國研究團隊發(fā)表在《自然》(Nature)上的一項新研究,成功解析新冠病毒主蛋白酶三維結(jié)構(gòu),找到針對新冠病毒的潛在藥物。
報道稱,上海科技大學(xué)饒子和/楊海濤團隊與合作者組成的“抗新冠病毒攻關(guān)聯(lián)盟”,率先在國際上成功解析新型冠狀病毒關(guān)鍵藥物靶點—;—;主蛋白酶(Mpro)的高分辨率三維空間結(jié)構(gòu),并綜合利用三種不同的藥物發(fā)現(xiàn)策略,找到針對新冠病毒的潛在藥物。
新型冠狀病毒非常“狡猾”,在入侵細胞后,會立即利用細胞內(nèi)的物質(zhì)合成自身復(fù)制必需的兩條超長復(fù)制酶多肽(pp1a和pp1ab)。兩條復(fù)制酶多肽的剪切要求異常精確,因此病毒自身編碼了一把神奇的“魔剪”—;—;主蛋白酶(Mpro),因此主蛋白酶就成為一個抗新冠病毒的關(guān)鍵藥靶。
為解決這一難題,攻關(guān)“聯(lián)盟”首先瞄準了“老藥”,即成藥、臨床試驗藥物以及天然產(chǎn)物;其次攻關(guān)“聯(lián)盟”同時開展了從頭設(shè)計、計算機虛擬篩選和高通量篩選三種不同的研究策略,三管齊下。
在從頭設(shè)計的研究策略中,攻關(guān)“聯(lián)盟”發(fā)現(xiàn)邁克爾受體N3是一個主蛋白酶的強效抑制劑,并率先解析了2.1Å的“主蛋白酶-N3”的高分辨率復(fù)合物結(jié)構(gòu)(隨后又提高至1.7Å),這也是世界上第一個被解析的新冠病毒蛋白質(zhì)的三維空間結(jié)構(gòu)。
此后,攻關(guān)“聯(lián)盟”繼續(xù)聯(lián)合利用虛擬篩選和高通量篩選策略相結(jié)合的方式,對10000多個老藥、臨床藥物以及天然活性產(chǎn)物進行篩選,發(fā)現(xiàn)了數(shù)種對主蛋白酶有顯著抑制作用的先導(dǎo)藥物,其中包括雙硫侖(disulfiram)、卡莫氟(carmofur)、依布硒(ebselen)、紫草素(shikonin)、Tideglusib和PX-12等。
后續(xù)的抗新冠病毒實驗顯示,依布硒和N3均能在細胞水平顯著抑制新冠病毒的復(fù)制。值得一提的是,依布硒已用于治療聽力障礙等多種疾病的臨床試驗(完成臨床二期),并具有很好的安全性表現(xiàn)。上述研究成果,為迅速開發(fā)具有臨床潛力的抗新冠肺炎的藥物奠定了重要基礎(chǔ)。