[发明专利]肠道病毒71型2A蛋白酶的晶体结构及其在药物设计中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种蛋白酶的晶体结构，尤其是涉及一种肠道病毒71型2A蛋白酶的晶体结构及其在药物设计中的应用。

背景技术

肠道病毒71型属于小RNA病毒科，是最常见的手足口病致病源之一。此外，它还会引起孢疹性咽炎、无菌性脑膜炎、脑炎和脊髓灰质炎样的麻痹性疾病等多种与神经系统相关的疾病，可伴有严重的中枢神经系统并发症或神经炎性肺水肿。

手足口病具有流行强度大、传染性强、传播途径复杂等特点，迄今尚无特效的抗肠道病毒71型的药物。

肠道病毒71型的基因编码一种病毒特异的2A蛋白酶，该蛋白酶在病毒的复制和生命周期中发挥重要作用。它可以将病毒编码的多聚蛋白前体加工为成熟的功能性蛋白亚基；能够通过切割宿主蛋白合成中所需的延伸因子eIF4GI/II来阻碍宿主的蛋白合成，提高病毒蛋白的表达（[3]Gradi A,Svitkin YV,Imataka H,Sonenberg N(1998)Proteolysis of human eukaryotic translation initiation factor eIF4GII,but not eIF4GI,coincides with the shutoff of host protein synthesis after poliovirus infection.Proc Natl Acad Sci U S A95:11089-11094；[4]Lloyd RE,Grubman MJ,Ehrenfeld E(1988)Relationship of p220cleavage during picornavirus infection to 2A proteinase sequencing.J Virol62:4216-4223.）；能够干扰宿主细胞的核转运过程（[5]Gustin KE,Sarnow P(2001)Effects of poliovirus infection on nucleo-cytoplasmic trafficking and nuclear pore complex composition.EMBO J20:240-249；[6]Gustin KE,Sarnow P(2002)Inhibition of nuclear import and alteration of nuclear pore complex composition by rhinovirus.J Virol76:8787-8796；[7]Park N,Katikaneni P,Skern T,Gustin KE(2008)Differential targeting of nuclear pore complex proteins in poliovirus-infected cells.J Virol82:1647-1655.）并且阻碍剪切与转录机制的发生（[8]Almstead LL,Sarnow P(2007)Inhibition of U snRNP assembly by a virus-encoded proteinase.Genes Dev21:1086-1097.）。因此，以2A蛋白酶为治疗靶点寻找抑制剂分子进行药物设计，是攻克手足口病的关键入手点之一。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种肠道病毒71型的2A蛋白酶的晶体结构。

本发明的第二目的是提供一种肠道病毒71型2A蛋白酶的底物结合凹槽。

本发明的第三目的是提供一种肠道病毒71型2A蛋白酶的底物结合凹槽在药物分子设计中的应用，为以此结合凹槽为靶点的小分子抑制剂的设计提供了结构基础。

本发明的第四目的是提供能够与所述肠道病毒71型2A蛋白酶的底物结合凹槽相互作用的小分子化合物，以及二者相互作用所形成的复合物结构，为特异性抑制肠道病毒71型2A蛋白酶的小分子化合物的设计提供了骨架模板及研究方向。

所述肠道病毒71型的2A蛋白酶的晶体结构由氮端结构域和碳端结构域构成；所述氮端结构域具有4个反平行的β-折叠片（β-sheet），碳端结构域具有6个反平行的β-折叠桶（β-barrel）和1个紧密结合的锌离子；

所述肠道病毒71型2A蛋白酶为（a）或（b）中的蛋白质：

（a）有以下氨基酸序列的蛋白质：

GKFGQQSGAIYVGNFRVVNRHLATHNDWANLVWEDSSRDLLVSSTTAQGCDTIARCN