Angew Chem|北大黄昊团队与调和者缔造靶向新冠病毒Mpro新口袋抗病毒按捺剂
发布日期：2023-09-14 17:42 点击次数：147
新冠病毒SARS-CoV-2主卵白酶Mpro细腻病毒卵白链的切割，并促进病毒的拼装。因此，Mpro是抗病毒药物研发的要道靶点。现在对靶向SARS-CoV-2Mpro的药物缔造权衡，主要连合在其底物联结口袋中的S4-S1’位点（举例，辉瑞公司缔造的抗新冠药物PaxlovidTM），而对其S1’-S3’位点的底物联结采选性以及抗病毒按捺剂缔造权衡较少，十分是S1’-S3’位点自己是否不错用于抗病毒按捺剂缔造还不明晰。
图1.靶向S1’-S3’口袋的新式SARS-CoV-2Mpro按捺剂的缔造
近日，北京大学深圳权衡生院/省部共建肿瘤化学基因组学国度要点执行室/深圳湾执行室黄昊团队及许正双副缓助，长入深圳市第三东说念主民病院/国度感染性疾病临床医学权衡中心张国良团队缔造了靶向S1’-S3’位点的新式SARS-CoV-2Mpro共价按捺剂（图1）。该项权衡通过合理贪图多肽，运用等温滴定量热法(ITC)设施，筹议了SARS-CoV-2Mpro S1’-S3’位点的底物采选性，其中S1’位点偏好Ala，S2’偏好Lys/Ile，S3’偏好Phe/Trp。作家通过判辨多肽/Mpro的晶体结构揭示其底物采选性的分子机制（图2）。结构分析标明，S1’-S3’口袋不错采选性地联结病毒多肽底物，并发现Mpro的S1’-S3’口袋对多肽序列Ala-Ile-Phe （AIF）有较高的亲和力。
图2.SARS-CoV-2Mpro S1’-S3’口袋的底物采选性及多肽/Mpro卵白晶体结构
接下来，作家以多肽序列Ala-Ile-Phe (AIF)序列算作新按捺剂的骨架，在Ala的N-终端引入共价征询。通过测试不同的共价征询发现，含α-卤代乙酰胺型共价征询的化合物对SARS-CoV-2 Mpro具有按捺活性，其中以AIF为骨架，并含溴代乙酰胺共价征询的化合物D-4-38有较好的按捺活性。随后，作家以D-4-38为基础，筹议了P3’位置的构效相干。作家判辨了Phe（P3’）临位-羟基取代养殖物D-5-96/Mpro的晶体结构，阐述了按捺剂与Mpro联结形态。通过优化，最终得回了按捺活性最佳的Phe（P3’）临位和对位-甲基双取代化合物D-4-77（IC50 = 0.95 μM，抗病毒EC50 = 0.49 μM）（图3）。
因为Mpro还对宿主细胞的NF-κB先天免疫有按捺作用。作家发现D-4-77能通过按捺Mpro进而规复宿主NF-κB免疫响应，因此D-4-77除了按捺Mpro对病毒多肽链的剪切，仍是造反SARS-CoV-2导致东说念主体先天免疫响应损害的的免疫保护剂。
图3.SARS-CoV-2Mpro按捺剂优化及按捺剂与Mpro联结形态
综上，该项职责筹议了SARS-CoV-2 Mpro S1’-S3’口袋的底物采选性，并通过合理贪图，缔造靶向S1’-S3’口袋的新式共价按捺剂。该权衡解释了SARS-CoV-2 Mpro的S1’-S3’口袋可成药性，为Mpro按捺剂缔造提供了新骨架和新政策。
北京大学博士权衡生刘明、助理权衡员李吉辉博士、深圳市第三东说念主民病院刘文王人博士（张国良团队）、北京大学博士权衡生杨颖为该职责共同第一作家。为本文作念出孝顺的还有北京大学张曼曼、朱雯宁，叶宇鑫博士、清华大学卵白质权衡本事中心周翠燕博士、北京大学翟宏斌缓助。该职责得到国度当然科学基金、深圳市科技神气等基金的淘气搭救。
论文信息：
The S1’-S3’ Pocket of the SARS-CoV-2 Main Protease Is Critical for Substrate Selectivity and Can Be Targeted with Covalent Inhibitors
Ming Liu,† Jihui Li,† Wenqi Liu,† Ying Yang,† Manman Zhang, Yuxin Ye, Wenning Zhu, Cuiyan Zhou, Hongbin Zhai, Zhengshuang Xu,* Guoliang Zhang,* Hao Huang*
Angewandte Chemie International Edition, DOI: 10.1002/anie.202309657
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202309657