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上科大、上海药物所等联合攻关团队解析新冠病毒水解酶结构并筛选出多
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分类:  创建于:2020-04-13 被查看:823次
北京时间4月9日下午5点,经国际权威学术刊物Nature邀请投稿,上海科技大学饶子和/杨海涛团队与上海药物所蒋华良团队等合作者组成的“抗新冠病毒攻关联盟”在该期刊上联合发表了新冠病毒的重要研究成果“Structure of MPRO from COVID-19 virus and discovery of its inhibitors”,率先在国际上成功解析新型冠状病毒关键药物靶点——主蛋白酶(MPRO)的高分辨率三维空间结构,并综合利用三种不同的药物发现策略,找到针对新冠病毒的潜在药物。

截至4月8日,全球累计确诊新冠肺炎约150万人,死亡人数超过8.7万人,已覆盖全球200多个国家和地区。新型冠状病毒与严重急性呼吸道综合征冠状病毒(SARS-CoV)和中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)具有较近的亲缘关系,因缺乏特效药和疫苗,针对新型冠状病毒的药物靶点科研攻关及新药研发迫在眉睫。
  
为解决这一难题,攻关“联盟”首先瞄准了“老药”,即成药、临床试验药物以及天然产物;其次攻关“联盟”同时开展了从头设计、计算机虚拟筛选和高通量筛选三种不同的研究策略,三管齐下。
  
在从头设计的研究策略中,攻关“联盟”发现迈克尔受体N3是一个主蛋白酶的强效抑制剂,并率先解析了2.1A的“主蛋白酶-N3”的高分辨率复合物结构(随后又提高至1.7A),这也是世界上第一个被解析的新冠病毒蛋白质的三维空间结构。为方便相关的科技工作者第一时间开发以该酶为靶点的抗病毒药物,攻关“联盟”第一时间公开了研究成果,并在PDB蛋白质结构数据库(Protein Data Bank, PDB)公开了结构坐标。自1月26日起,团队已为国内外300多家高校、研究机构及企业的实验室直接提供了数据。该结构被PDB蛋白质结构数据库选为2020年2月的明星分子(February Molecule of the Month),并被PDB撰文报道。
  
此后,攻关“联盟”继续联合利用虚拟筛选和高通量筛选策略相结合的方式,对10000多个老药、临床药物以及天然活性产物进行筛选,发现了数种对主蛋白酶有显著抑制作用的先导药物,其中包括双硫仑(disulfiram)、卡莫氟(carmofur)、依布硒(ebselen)、紫草素(shikonin)、Tideglusib和PX-12等。后续的抗新冠病毒实验显示,依布硒和N3均能在细胞水平显著抑制新冠病毒的复制。值得一提的是,依布硒已用于治疗听力障碍等多种疾病的临床试验(完成临床二期),并具有很好的安全性表现。上述研究成果,为迅速开发具有临床潜力的抗新冠肺炎的药物奠定了重要基础。
  
抗新冠病毒攻关联盟由上海科技大学-清华大学饶子和/杨海涛团队、中科院上海药物所蒋华良团队、军事科学院军事医学研究院秦成峰团队以及中科院武汉病毒所石正丽团队、肖庚富团队等组成。国家蛋白质科学中心(上海)主任兼上海科技大学生命科学与技术学院教授许文青、澳大利亚昆士兰大学的Luke W. Guddat教授参与了此项研究。

(左)新冠病毒主蛋白酶-抑制剂N3的复合物结构;(右)冠状病毒主蛋白酶的底物结合口袋是一个保守药物设计靶点
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