中国揭示寨卡病毒蛋白酶“自抑制”之谜

2021-10-23 09:52:30

由天津大学杨海涛教授和南京大学小云教授领导的研究小组在揭示寨卡病毒关键药物靶点方面取得了重大突破。研究小组分析了寨卡病毒NS2BNS3pro蛋白酶复合物原子分辨率的三维结构。该蛋白酶复合物的结构分析为开发治疗寨卡病毒的特异性药物奠定了重要的结构基础。

相关研究成果已在自然出版集团出版的学术期刊“细胞研究”上发表。

目前,寨卡病毒流行病已经从南美和拉丁美洲传播到东南亚。新加坡、马来西亚、泰国等地看到了一些寨卡病毒感染病例,这已成为对全球公共安全的严重威胁。然而,没有有效的治疗。

发现寨卡病毒NS2B-NS3pro蛋白酶复合物是重要的抗病毒药物靶点。只有在蛋白酶复合物被激活并完成一系列水解反应后,病毒才能启动复制过程。研究人员成功地分析了寨卡病毒NS2B-NS3pro蛋白酶复合物的晶体结构,揭示了病毒蛋白酶激活的关键分子机制。

NS2B-NS3pro蛋白酶复合物就像一把‘小剪刀’。被激活后,它会‘切割’一个与病毒复制相关的长链蛋白,并在病毒复制开始之前组装分离出的多个蛋白质‘小单元’。天津大学生命科学学院的博士生陈霞说:“我们最终要达到的目标是抑制蛋白酶,防止它被激活和工作。”陈霞是天津大学生命科学学院的博士生。

科学家们利用蛋白酶复合物作为药物靶标,成功地筛选出一种有效的抑制剂“抑肽酶”。抑肽酶是一种临床药物,用于止血。它对寨卡病毒蛋白酶活性有良好的抑制作用,该抑制剂的发现将有助于进一步开发抗寨卡病毒药物。“开发以蛋白酶复合物为药物靶点的抗病毒药物已有成功的先例。例如,丙型肝炎病毒为蛋白酶结构设计的药物,特拉皮韦(Telaprevir)和博斯比韦(Boceprevir)已投放市场。”陈霞说。

此外,研究还发现寨卡病毒蛋白酶具有特殊的“自我抑制”状态。因此,科学家们提出了一种新的抗病毒药物设计策略,如果一种化合物可以被设计为将病毒蛋白酶锁定在“自我抑制状态”,它将阻止酶被激活,并最终抑制病毒复制。

根据疾病控制和预防中心的最新数据,寨卡病毒已经扩散到60多个国家和地区。寨卡病毒感染可导致新生儿头部小畸形,也可导致格林巴利综合征。后者是一种严重的神经疾病,可导致瘫痪和死亡。

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