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X射线研究探索了丙型肝炎药物治疗COVID-19的潜力

放射诊疗 X射线 COVID-19 散裂中子源
发布:2020-11-17 16:46:47    

由能源部橡树岭国家实验室的研究人员领导的实验已经确定,几种丙型肝炎药物可以抑制SARS-CoV-2主要蛋白酶,这是一种能够使新型冠状病毒繁殖的重要蛋白质酶。

抑制或阻断这种蛋白酶的功能对于阻止病毒在COVID-19患者中的传播至关重要。这项研究发表在《结构》杂志上,是通过重新利用已知能有效治疗其他病毒性疾病的现有药物,快速开发COVID-19药物治疗的努力的一部分。

ORNL的主要作者丹尼尔·克纳勒(Daniel Kneller)说:“目前,没有获得美国食品药品监督管理局批准的针对SARS-CoV-2主要蛋白酶的抑制剂。” “我们发现丙型肝炎药物可结合并抑制冠状病毒蛋白酶。这是确定这些药物是否应被视为治疗COVID-19的潜在候选药物的重要第一步。”

SARS-CoV-2冠状病毒通过表达必须被主要蛋白酶切割才能成为功能性蛋白的多蛋白长链传播,从而使该蛋白酶成为研究人员和药物开发人员的重要药物靶标。

在这项研究中,研究小组研究了几种潜在的重用药物分子,包括天然的蛋白酶抑制剂亮肽素和FDA批准的三种丙型肝炎蛋白酶抑制剂:telaprevir,narlaprevir和boceprevir。

该小组进行了室温X射线测量,以建立三维图,揭示了原子如何排列以及蛋白酶和药物抑制剂分子之间的化学键形成位置。

该实验对于某些丙型肝炎药物在结合和抑制SARS-CoV-2主要蛋白酶(特别是boceprevir和narlaprevir)方面的能力产生了可喜的结果。Leupeptin表现出低的结合亲和力,被认为是可行的候选人。

为了更好地了解抑制剂与蛋白酶的结合程度或紧密程度,他们使用了体外酶动力学,这项技术使研究人员能够在试管中研究蛋白酶和抑制剂,以测定抑制剂与蛋白酶的结合亲和力或相容性。蛋白酶。结合亲和力越高,抑制剂在阻止蛋白酶起作用方面越有效。

ORNL的通讯作者安德烈·科瓦列夫斯基(Andrey Kovalevsky)说:“我们正在做的工作是通过揭示它们的作用方式,为这些潜在的药物再利用抑制剂奠定分子基础。” “我们在分子水平上展示了它们如何结合,它们在哪里结合以及它们对酶形状的作用。而且,通过体外动力学,我们还知道了它们结合的程度。每条信息使我们更近一步了解如何阻止病毒。”

该研究还揭示了蛋白酶根据其结合的抑制剂分子的大小和结构改变或适应其形状的能力的特殊行为。蛋白酶内药物分子将附着的口袋高度可延展或具有柔韧性,并且可根据药物分子的大小打开或关闭到一定程度。

在论文发表之前,研究人员已公开提供其数据,以为科学和医学界提供信息和帮助。为了验证该药物作为COVID-19治疗的有效性和安全性,还需要进行更多的研究,包括临床试验。

ORNL的通讯作者莱顿·科茨(Leighton Coates)说:“研究表明,丙型肝炎抑制剂值得考虑作为潜在的潜在候选药物。立即发布我们的数据使科学界可以开始研究这些抑制剂与蛋白酶之间的相互作用。” “如果不知道某种药物在分子水平上的作用,就无法设计一种药物,而我们提供的数据正是开发人员需要设计出更牢固,结合更紧密的药物以进行更有效治疗的信息。”

在结构和分子生物学中心的支持下,使用位于散裂中子源的设施,对实验中使用的蛋白酶样品进行了X射线测量和合成。

研究小组计划进行中子散射实验,以找到氢原子的位置以及蛋白酶和抑制剂分子之间的化学键网络。

该论文的合著者还包括Stephanie Galanie,Gwyndalyn Phillips和Hugh M. O'Neill。

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