饒子和團隊與病毒賽跑破譯抗新冠病毒關鍵藥靶三維結構


饒子和團隊與病毒賽跑破譯抗新冠病毒關鍵藥靶三維結構

疫情發生以來,天津市科協主席、中國科學院院士饒子和一邊領導科協系統疫情防控工作,一邊在上海帶領科研團隊開展應急科研攻關。近日,饒子和院士團隊成功解析出新型冠狀病毒遺傳物質轉錄複製機器核心“引擎”的三維空間結構,為開發針對新冠肺炎的藥物奠定了重要基礎。


饒子和團隊與病毒賽跑破譯抗新冠病毒關鍵藥靶三維結構

疫情發生初期,饒子和院士就帶領科研團隊投入新冠病毒的結構研究。團隊成員主動放棄寒假和春節,日以繼夜,全力投入科研攻堅戰役,只用了一週多時間就完成了從基因克隆到高分辨率晶體結構解析等一系列完整的研究工作。在此基礎上,團隊對共計約1萬種化合物進行主蛋白酶抑制活性的篩選。春節前夕,科研小組獲得了一批有蛋白酶水平抑制活性的化合物,隨即測試病毒抑制活性。大年初一(1月25日)和初二(1月26日)在合作者與蔣華良院士支持下,饒院士團隊通過上海文匯報公佈了最新研究成果。一是公佈了30個潛在的抗新冠病毒的候選化合物,其中包括23個由蔣華良院士團隊通過計算機模擬篩選的化合物和7個由饒子和院士團隊通過主蛋白酶的酶學實驗篩選出的化合物。二是公佈了主蛋白酶的精細三維結構信息,實現與國內外同行實時共享。團隊還同日本Spring-8、英國Dimond和瑞士SLS同步輻射光源取得了聯繫,合作進行數據收集。

近日,饒子和院士帶領的“清華大學-上海科技大學抗新冠病毒聯合攻關團隊”率先在國際上成功解析新型冠狀病毒“RdRp(RNA依賴的RNA聚合酶)-nsp7-nsp8複合物”近原子分辨率的三維空間結構,揭示了該病毒遺傳物質轉錄複製機器核心“引擎”的結構特徵,為開發針對新冠肺炎的藥物奠定了重要基礎。

引起新冠肺炎的病原體是一種新型冠狀病毒。新型冠狀病毒在入侵細胞後,便開始大量複製和克隆。RNA聚合酶作為複製機器的核心部件,是病毒得以大量繁衍的關鍵,因而是最重要的抗病毒藥靶之一。破壞該核心設備的功能,就能阻止病毒的“傳宗接代”和數目擴增,達到最終的治療目的。目前,尚無特效藥和疫苗批准上市。因此,針對新型冠狀病毒的藥物靶點研究以及新藥的研發迫在眉睫。雖然瑞德西韋被認為是一個在新冠肺炎的治療中極具前景的臨床藥物。但是,由於新型冠狀病毒RNA聚合酶的三維結構完全未知,且瑞德西韋如何精確靶向病毒RNA聚合酶的機制仍不明瞭,這都為進一步開發更有效的抗病毒藥物設置了重重障礙。

饒子和團隊與病毒賽跑破譯抗新冠病毒關鍵藥靶三維結構

饒子和院士研究團隊的研究,首次勾勒出新型冠狀病毒“RdRp-nsp7-nsp8”複製機器的內部構造,併為瑞德西韋的效應分子如何精確靶向複製機器的核心元件——病毒RNA聚合酶藥物的機制提出了合理解釋,這為深入研究新型冠狀病毒複製的分子機理奠定了重要的理論基礎,併為開發抗新冠肺炎的特效藥開闢了新途徑。成果以“Structure of RNA-dependent RNA polymerase from 2019-nCoV, a major antiviral drug target”(2019新型冠狀病毒RNA依賴的RNA聚合酶結構,一個主要的抗病毒藥物靶點)為標題的預印本已在BioRxiv在線發表。為了方便更多的科技工作者、特別是藥物研發的科技人員使用,該結構的座標可到PDB蛋白質結構數據庫(Protein Data Bank, PDB)下載。


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