“抗新冠病毒聯合攻關團隊”再獲突破 解析又一新冠病毒重要藥物靶點三維精細結構

新民晚報訊(記者 郜陽)繼9日在《自然》(Nature)發表了新冠病毒的重要研究成果後,昨天,由饒子和院士/婁智勇教授/王權教授等組成的“抗新冠病毒聯合攻關團隊”又有斬獲。他們在國際頂尖學術期刊《科學》(Science)上發佈了新的研究成果: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”近原子分辨率三維空間結構。這一研究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。

“抗新冠病毒聯合攻關團隊”再獲突破 解析又一新冠病毒重要藥物靶點三維精細結構

圖說:新型冠狀病毒RdRp-nsp7-nsp8聚合酶複合物2.9 埃分辨率電子顯微結構 來源/上海科技大學供圖

引起新冠肺炎的病原體是一種新型冠狀病毒,它與此前大家熟悉的嚴重急性呼吸道綜合徵冠狀病毒和中東呼吸綜合徵冠狀病毒具有較近的親緣關係.被感染者以發熱、乏力、乾咳為主要臨床表現,嚴重者快速進展為急性呼吸窘迫綜合徵,甚至死亡,目前為止尚無特效藥和疫苗批准上市。

新型冠狀病毒在入侵宿主細胞後,便開始大量複製,這其中又以遺傳物質RNA基因組的轉錄和複製兩個過程為核心。遺傳物質的轉錄將最終經過翻譯形成新生病毒的結構組成蛋白質,而其複製將形成新生病毒的RNA基因組。病毒RNA依賴的RNA聚合酶(RdRp),也被稱為第12號非結構蛋白,能夠與其他多個非結構蛋白質組裝形成一臺高效的RNA合成“機器”,完成這兩大過程。

RNA聚合酶作為這臺轉錄複製機器的核心部件,是最重要的抗病毒藥物靶標之一,破壞其功能預期將能夠阻止病毒的複製,最終達到治療的目的。備受矚目的廣譜抗病毒藥物法匹拉韋和仍處於臨床研究階段的瑞德西韋,預期即是進入人體後,通過代謝修飾,形成最終效應分子並靶向病毒RNA聚合酶發揮藥效的。目前二者已經雙雙進入抗擊新型冠狀病毒的臨床試驗。針對新型冠狀病毒的藥物靶點特別是RNA聚合酶的研究,對此類靶向藥物的研發和藥效機制的驗證至關重要,迫在眉睫。

在本研究中,由饒子和院士/婁智勇教授/王權教授等組成的“上海科技大學-清華大學抗新冠病毒聯合攻關團隊”,率先在國際上成功解析了新型冠狀病毒轉錄複製機器核心單元“RdRp-nsp7-nsp8”複合體的三維空間結構,整體分辨率達到2.9 埃。

“抗新冠病毒聯合攻關團隊”再獲突破 解析又一新冠病毒重要藥物靶點三維精細結構

圖說:新型冠狀病毒RNA聚合酶-nsp7-nsp8複合體的結構形態 來源/上海科技大學供圖

令人興奮的是,研究人員還首次在新型冠狀病毒的RNA聚合酶的N端發現了一個獨特的“β髮卡”結構域,這一結構域的發現為闡明新型冠狀病毒RNA聚合酶的生物學功能提供了新的線索。

本研究首次精細描繪出了新型冠狀病毒“RdRp-nsp7-nsp8”轉錄複製機器的內部構造,併為瑞德西韋和法匹拉韋等候選藥物的效應分子如何精確靶向抑制病毒RNA合成進而發揮藥效活性提出了合理的機制解釋,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。

在疫情期間,上海科技大學在人員隊伍、科研條件、工作環境以及團隊成員的身心健康保障等方面為攻關團隊提供了全方位的支持,全力保障了攻關任務的順利進行,為項目的快速推進提供了良好的條件。


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