“抗新冠病毒联合攻关团队”再获突破 解析又一新冠病毒重要药物靶点三维精细结构

新民晚报讯(记者 郜阳)继9日在《自然》(Nature)发表了新冠病毒的重要研究成果后,昨天,由饶子和院士/娄智勇教授/王权教授等组成的“抗新冠病毒联合攻关团队”又有斩获。他们在国际顶尖学术期刊《科学》(Science)上发布了新的研究成果:团队率先在国际上成功解析新型冠状病毒“RdRp(RNA依赖的RNA聚合酶)-nsp7-nsp8复合物”近原子分辨率三维空间结构。这一研究揭示了该病毒遗传物质转录复制机器核心“引擎”的结构特征,为开发针对新冠肺炎的药物奠定了重要基础。

“抗新冠病毒联合攻关团队”再获突破 解析又一新冠病毒重要药物靶点三维精细结构

图说:新型冠状病毒RdRp-nsp7-nsp8聚合酶复合物2.9 埃分辨率电子显微结构 来源/上海科技大学供图

引起新冠肺炎的病原体是一种新型冠状病毒,它与此前大家熟悉的严重急性呼吸道综合征冠状病毒和中东呼吸综合征冠状病毒具有较近的亲缘关系.被感染者以发热、乏力、干咳为主要临床表现,严重者快速进展为急性呼吸窘迫综合征,甚至死亡,目前为止尚无特效药和疫苗批准上市。

新型冠状病毒在入侵宿主细胞后,便开始大量复制,这其中又以遗传物质RNA基因组的转录和复制两个过程为核心。遗传物质的转录将最终经过翻译形成新生病毒的结构组成蛋白质,而其复制将形成新生病毒的RNA基因组。病毒RNA依赖的RNA聚合酶(RdRp),也被称为第12号非结构蛋白,能够与其他多个非结构蛋白质组装形成一台高效的RNA合成“机器”,完成这两大过程。

RNA聚合酶作为这台转录复制机器的核心部件,是最重要的抗病毒药物靶标之一,破坏其功能预期将能够阻止病毒的复制,最终达到治疗的目的。备受瞩目的广谱抗病毒药物法匹拉韦和仍处于临床研究阶段的瑞德西韦,预期即是进入人体后,通过代谢修饰,形成最终效应分子并靶向病毒RNA聚合酶发挥药效的。目前二者已经双双进入抗击新型冠状病毒的临床试验。针对新型冠状病毒的药物靶点特别是RNA聚合酶的研究,对此类靶向药物的研发和药效机制的验证至关重要,迫在眉睫。

在本研究中,由饶子和院士/娄智勇教授/王权教授等组成的“上海科技大学-清华大学抗新冠病毒联合攻关团队”,率先在国际上成功解析了新型冠状病毒转录复制机器核心单元“RdRp-nsp7-nsp8”复合体的三维空间结构,整体分辨率达到2.9 埃。

“抗新冠病毒联合攻关团队”再获突破 解析又一新冠病毒重要药物靶点三维精细结构

图说:新型冠状病毒RNA聚合酶-nsp7-nsp8复合体的结构形态 来源/上海科技大学供图

令人兴奋的是,研究人员还首次在新型冠状病毒的RNA聚合酶的N端发现了一个独特的“β发卡”结构域,这一结构域的发现为阐明新型冠状病毒RNA聚合酶的生物学功能提供了新的线索。

本研究首次精细描绘出了新型冠状病毒“RdRp-nsp7-nsp8”转录复制机器的内部构造,并为瑞德西韦和法匹拉韦等候选药物的效应分子如何精确靶向抑制病毒RNA合成进而发挥药效活性提出了合理的机制解释,这为深入研究新型冠状病毒复制的分子机理奠定了重要的理论基础,并为开发抗新冠肺炎的特效药开辟了新途径。

在疫情期间,上海科技大学在人员队伍、科研条件、工作环境以及团队成员的身心健康保障等方面为攻关团队提供了全方位的支持,全力保障了攻关任务的顺利进行,为项目的快速推进提供了良好的条件。


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