中国药科大学陆涛/陈亚东课题组筛选出多个抗新型冠状病毒 2019-nCoV 活性小分子

此外，研究显示新型冠状病毒很可能是通过 S-蛋白与宿主靶点血管紧张素转化酶 2（ACE2）相互作用，来感染人的呼吸道上皮细胞，课题组尝试利用基于结构的药物筛选，寻找能够阻断 S-蛋白与宿主靶点 ACE2 相互作用的抑制剂，通过寻找作用于 ACE2 特异性位点的小分子，从而阻断蛋白-蛋白相互作用。课题组通过以上两种策略，获得了多个潜在活性的小分子。

公开此研究信息，希望能对寻找抗新型冠状病毒 2019-nCoV 药物的发现和开发有所帮助。研究团队后续将继续深入开展针对性的抗 2019-nCoV 活性测试，为临床研究和治疗提供更加直接的指导。

一、 利用新型冠状病毒 3CL 水解酶进行 DrugBank 数据库虚拟筛选

利用上海科技大学饶子和/杨海涛课题组测定的 2019-nCoV 冠状病毒 3CL 水解酶 (Mpro) 的高分辨率晶体结构（PDB 6LU7）对收录已上市及在研药物的 DrugBank 数据库进行虚拟筛选，将已报道的对新型冠状病毒 (2019-nCoV) 有较好抑制作用的雷米迪维或伦地西韦（ Remdesivir，GS-5734、氯喹（Chloroquine, Sigma-C6628）、利托那韦（Ritonavir）三种「老药物」作为参比，获得了打分较优的多个潜在 3CL 水解酶抑制剂。结构与已报道分子有一定的相似度（相似性小于 0.6），但同时包括更多结构类型。

最新版本的 DrugBank（版本 5.1.5，于 2020 年 1 月 3 日发布）包含 13491 种药物，其中包括 2639 种已批准的小分子药物，1364 种已批准的生物制剂（蛋白质，多肽，疫苗和过敏原），130 种营养药品和 6355 种以上的实验药品（发现阶段）药物。

二、 将 2019-nCoV 同源建模后，模拟 SARS 病毒与宿主靶点 ACE2 的结合方式，获得 2019-nCoV 病毒与宿主靶点 ACE2 蛋白的结合模式，探测合适的结合位点并进行 DrugBank 数据库虚拟筛选

通过对模建蛋白的结合位点进行探测，获得了两个具有成药性的位点（图 1）。第一个位点位于宿主靶点 ACE2 蛋白的内部，经验证该靶点与 ACE2 已报道的晶体复合物 1R4L 里面的小配体处于同一位置，进一步验证了位点探测的准确性。第二个位点同样处于 ACE2 的内部，但其比较靠近 2019-nCoV 病毒与宿主靶点 ACE2 蛋白的接触表面，初步认为该位点最有可能影响 2019-nCoV 病毒与宿主靶点 ACE2 蛋白的结合。同时利用小分子探针对结合位点的关键氨基酸进行探测，获得了对小分子结合影响较大的氨基酸残基（图 2）。其中，ACE2 蛋白的 ASP350 和 ARG393 对小分子结合的氢键相互作用和非键相互作用均有较大影响，因此选用这两个氨基酸作为过滤条件，对第二个位点进行虚拟筛选，获得以下具有潜在活性的分子，其结构如表 2 所示。

图 1：获得的两个潜在成药性结合位点。图（左）：结合位点 1，与已报道的 ACE2 晶体复合物 1R4L 保持一致；图（中）：结合位点 2，与 2019-nCoV 病毒与宿主靶点 ACE2 蛋白接触表面靠近的 ACE2 位点；图（右）：对结合位点 2 的进一步探测验证。

图 2：结合位点 2 关键氨基酸探测。图（上）：结合位点 2 的小分子结合氢键相互作用频率；图 （下）：结合位点 2 的小分子结合非键相互作用频率。其中，ACE2 蛋白的 ASP350 和 ARG393 对小分子结合的氢键作用和非键作用均有较大影响。

文字｜张艳敏
编辑｜肖菀欣
指导｜王琳琳

文章来源：微信公众号「中国药科大学」  

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