[发明专利]用于筛选或鉴定HBV DNA聚合酶调节剂的方法及其用途

说明书

本发明提供了一种基于HBV DNA聚合酶的三级结构所提供的原子坐标来筛选或鉴定能够与其相互作用并调节其相关功能活性的药物的方法，所述筛选或鉴定方法包括产生与上述原子坐标具有立体化学互补性结构的标准数据集，并选择得到与标准数据集的部分相似的化学结构，并进一步获得具有所选化学结构的药物。所述药物可用于制备用于治疗或预防乙型肝炎的药品。

技术领域

本发明涉及抗病毒药物技术领域，具体地，涉及一种用于筛选或鉴定HBV DNA聚合酶调节剂的方法。

背景技术

人乙型肝炎病毒(HBV)感染是世界范围内的重要公共健康问题。急性乙肝病毒感染后，仍有8％左右发展为慢性乙肝感染，持续性HBV感染将导致肝硬化，甚至肝癌。我国是乙肝大国，乙肝病毒携带者接近1.3亿人，约占总人口的9％。尽管随着乙肝疫苗的大范围普及，新乙肝感染率得到有效控制，但乙肝携带人口基数大，防治乙肝成为我国公共健康问题的重中之重。乙肝传播途径主要通过垂直传播与水平传播。垂直传播是指母婴传播；水平传播主要通过血液传播。

乙肝的治疗也是一个长期的过程，治疗目标就是最大限度地抑制或消除HBV，减轻肝细胞炎症坏死及肝纤维素化，延缓和阻止疾病进展，减少和防止肝脏失代偿、肝硬化、肝细胞癌及其并发症的发生，从而改善生活质量和延长存活时间。

目前市场上有很多乙肝治疗药物，主要通过使用干扰素或者核苷类似物进行抗病毒治疗。其中核苷类似物通过抑制HBV复制过程中的DNA聚合酶活性从而抑制HBV产生。HBVDNA复制起始于蛋白启动的逆转录机制，而DNA聚合酶在其中发挥关键作用。

HBV DNA聚合酶开放阅读框(ORF)与C、S及X等ORF重叠，长度占整个HBV基因组的80％左右，全长2493bp，共编码830aa。HBV DNA聚合酶半衰期较短，约87±8min，主要定位于细胞浆。从理化性质及生物学组成分析，HBV DNA聚合酶多由疏水性残基组成，在野生状态下蛋白表达量较低。根据基因构造及生物学功能，目前将HBV DNA聚合酶划分为4个功能结构域：从N端到C端依次为TP、Spacer、RT和RH区。TP区即末端蛋白区，它是HBV启动基因复制的前驱分子，也是HBV特有的蛋白分子，目前已知病毒中尚未发现与其同源的DNA序列。C-端的RT和RH区分别为逆转录酶区和RNA酶H区，这两个结构域是HBV DNA聚合酶ORF中相对保守的区域，前者作为多聚酶或逆转录酶直接参与HBV基因组的复制，后者作为RNA酶直接降解逆转录后HBV pgRNA模板，维持整个HBV基因组的稳定。Spacer区则是HBV DNA聚合酶ORF中的变异区域。

鉴于DNA聚合酶在HBV复制中的重要作用，目前大多数乙肝治疗药物的研发设计均针对具有逆转录酶活性的病毒DNA聚合酶进行。迄今，已经使用体外试验来筛选小分子对抗HBV聚合酶的活性。尽管这样的筛选技术有助于呈现抗病毒活性分子的初级鉴定，但此类技术并未提供合理设计或改进以结合病毒聚合酶的药物的范围，以便最大化其功能影响。合理设计需要DNA聚合酶三级结构的详细知识，尤其是其核苷酸结合口袋等。事实上，在促进设计或改进HBV DNA聚合酶调节剂的过程中，蛋白质氨基酸序列的初级甚至二级结构的知识是不够的。相反，需要了解主体病毒聚合酶精确的三级结构，以便来测定对功能(如模板结合和dNTP结合)关键性的残基。

计算机辅助药物设计(computer aided drug design)是以计算机化学为基础，通过计算机的模拟、计算和预算药物与受体生物大分子之间的关系，设计和优化先导化合物的方法。计算机辅助药物设计实际上就是通过模拟和计算受体与配体的这种相互作用，进行先导化合物的优化与设计。计算机辅助药物设计大致包括活性位点分析法、数据库搜寻、全新药物设计。计算机辅助药物设计的方法始于1980年代早期。当今，随着人类基因组计划的完成、蛋白组学的迅猛发展，以及大量与人类疾病相关基因的发现，药物作用的靶标分子急剧增加；同时，在计算机技术推动下，计算机药物辅助设计在近几年取得了巨大的进展。而将计算机辅助药物设计应用于HBV DNA聚合酶调节剂的高通量筛选也是一个全新的、极具吸引力的课题。