南科大聯合研究團隊篩選出一批潛在新冠病毒棘突蛋白抑制劑

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  近日,南方科技大學生物系副教授王冠宇研究團隊、醫學院教授張健研究團隊聯合深圳大學總醫院李海鷹研究團隊初步篩選出一批新型冠狀病毒棘突蛋白(spike glycoprotein)潛在抑制劑,相關成果發佈在預印版平臺Research Square。

  研究表明,新冠病毒利用其包膜上的棘突蛋白識別人類細胞膜受體蛋白ACE2,從而侵染人類細胞,引發嚴重的呼吸道感染癥狀。阻止病毒棘突蛋白與人類受體蛋白ACE2相互作用是研發有關藥物、抗體和疫苗的重要方向。

新冠病毒棘突蛋白抑制劑篩選策略

  自新冠肺炎疫情爆發以來,聯合研究團隊為加快有關抑制劑的發現,采用“老藥新用(Drug repurposing)”的策略,以公開的RBD-ACE2復合物晶體結構為靶點,通過同源建模(Homology Modeling)、計算機輔助藥物設計(Computer-aided drug design, CADD)和虛擬篩選(Virtual screening)等計算生物學方法,篩選瞭近15000個小分子化合物。這些化合物包含Drugbank化合物庫中所有的FDA批準藥物,以及TCMSP化合物庫中的天然活性產物。研究團隊將這些化合物與病毒棘突蛋白受體結合結構域進行分子對接,發現一批結合非常緊密的化合物,如Digitoxin,Nilotinib,Lemborexant,Raltegravir,Bisindigotin和 Evodiamine等。

Digitoxin與棘突蛋白結合模式圖 Bisindigotin與棘突蛋白結合模式圖

  值得註意的是,研究團隊通過計算發現,HIV病毒整合酶抑制劑Raltegravir與新冠病毒棘突蛋白結合非常緊密。很多天然產物也能與新冠病毒棘突蛋白緊密結合。研究團隊通過系統藥理學發現這些天然產物主要源自青黛、板藍根、大青葉、百部、瞭哥王根、白果、側柏葉、連翹、青果、石上柏和銀杏葉等中草藥,其中大青葉、連翹被納入國傢新型冠狀病毒肺炎診療方案。

  本研究為進一步開發藥物來抑制病毒侵染人類細胞打下堅實的基礎,後續實驗正在有序開展。

  2018級南科大-港大聯合培養博士研究生魏天資和深圳大學總醫院副研究員王昊為本文共同第一作者。王冠宇、張健和李海鷹為本文共同通訊作者。南科大醫學院研究副教授盧奕、生物系碩士研究生官盛暉對本項研究做出瞭重要貢獻。