摘要:为开发抗新冠状病毒
解放日报药物奠定了重要基础。上海科技大学记者从上海科技大学获悉,上海科技大学和清华大学抗新冠状病毒联合研究小组首次成功分析了新型冠状病毒“RdRp-nsp7-nsp8复合体”的近原子分辨率三维空间结构,揭示了病毒遗传物质转录复制机核心“引擎”的结构特征,为抗新冠状病毒药物的开发奠定了重要基础2020年3月17日,上述成果的预印本在生物科学开放预印库BioRxiv上在线发布。自
199新发冠状动脉肺炎疫情爆发以来,截至北京时间19日,全球新发冠状动脉肺炎确诊病例总数已超过20万,死亡人数超过8000人,有166个国家和地区报告病例。非典病原体是一种新型冠状病毒,与严重急性呼吸综合征冠状病毒和中东呼吸综合征冠状病毒密切相关。目前,没有批准上市的特定药物和疫苗。因此,对新型冠状病毒药物靶点的研究和新药的研发迫在眉睫新型冠状病毒在侵入细胞后开始大量复制。然而,病毒的依赖核糖核酸的核糖核酸聚合酶(RdRp,也称为nsp12)在病毒遗传物质核糖核酸的合成中起着至关重要的作用以核糖核酸聚合酶为核心,病毒会巧妙地利用其他辅助因子(如nsp7/nsp8等。)来组装用于自我复制的有效的核糖核酸合成机器作为这种复制机器的核心部件,核糖核酸聚合酶是最重要的抗病毒药物靶标之一。破坏核心设备的功能可以防止病毒的复制,最终达到治疗的目的。红皮病毒,一种备受推崇的广谱抗核糖核酸病毒药物,正是一种靶向核糖核酸聚合酶的前药。当药物进入人体并被代谢时,其最终产物直接靶向抑制病毒的核糖核酸聚合酶2020年1月25日,由姜华良院士、饶院士、上海科技大学免疫化学研究所和中国科学院上海医学研究所领导的联合应急小组,通过药物筛选,发现了30种可能具有抗冠状病毒作用的药物或活性天然产物,其中包括瑞奇威目前,瑞奇威的临床试验已在中国开展由于缺乏新型冠状病毒核糖核酸聚合酶的三维结构信息,Ridgeway如何精确靶向病毒核糖核酸聚合酶的机制尚不清楚,这是开发和应用更有效的抗病毒药物对抗这一靶点的重要障碍之一。
新型冠状病毒RdRp-nsp7-nsp8聚合酶复合体2.9分辨率电子显微镜研究组
饶何姿院士自2003年非典冠状病毒爆发以来,17年来一直致力于冠状病毒关键药物靶点的研究和新型抗病毒药物的研发在非典流行期间,研究小组分析了第一种非典病毒蛋白(主要蛋白酶)的三维结构,为抗非典药物的研发提供了关键的结构基础。随后,研究小组设计并开发了第一种能够抑制冠状病毒的广谱抑制剂。同时,该研究团队还对冠状病毒入侵和病毒复制组装的机制进行了系统研究。在新一轮冠状肺炎疫情爆发之初,饶院士/杨海涛教授团队与姜华良院士团队组成了重点研究联盟。他们率先分析了世界上第一个新型冠状病毒蛋白(主要蛋白酶)和抑制剂复合物的高分辨率三维晶体结构,并在临床试验中发现了一种能够有效抑制新型冠状病毒的抑制剂。在此基础上,由饶院士/楼志勇教授/王全教授组成的“上海科技大学-清华大学抗新冠状病毒联合研究小组”率先在国际上成功分析了新型冠状病毒“RdRp-nsp7-nsp8”复制机的三维空间结构,整体分辨率为2.9。由
分析的复杂结构表明,新型冠状病毒中的核糖核酸聚合酶具有其他病毒的核糖核酸聚合酶的保守特性,并含有套叠病毒的NiRAN特征结构域。同时,病毒的核糖核酸聚合酶和病毒的辅助非结构因子nsp7/nsp8形成一个复制机。令人兴奋的是,研究人员还首次在新型冠状病毒的核糖核酸聚合酶的N端发现了一个独特的“β发夹”结构域。这一结构域的发现为阐明新型冠状病毒核糖核酸聚合酶的生物学功能提供了新的线索。该研究团队还通过对原子分辨结构的深入分析,发现了新型冠状病毒核糖核酸聚合酶的关键氨基酸残基,并通过与“丙型肝炎病毒聚合酶ns5b-沙发床效应分子”的复杂结构进行比较,提出了瑞西韦效应分子(即代谢后的最终产物)抑制新型冠状病毒核糖核酸聚合酶的可能作用方式本研究首次详细描述了新型冠状病毒“RdRp-nsp7-nsp8”复制机的内部结构。为瑞奇威效应分子如何准确靶向和抑制复制机的核心部件——病毒核糖核酸聚合酶,从而发挥其药效活性提供了合理的机制解释。这为进一步研究新型冠状病毒复制的分子机制奠定了重要的理论基础,为开发抗新型冠状肺炎的特异性药物开辟了新的途径。在
199疫情期间,上海科技大学从人员、科研条件、工作环境、团队成员身心健康保护等方面为研究团队提供了全方位支持,充分保证了研究任务的顺利进行。