[发明专利]ACE2受体保护性合成短肽在新型冠状病毒感染的应用

说明书

ACE2受体保护性合成短肽在新型冠状病毒感染的应用，涉及人医药技术领域，本发明公开了血管紧张素转化酶II（ACE2）受体保护短肽的氨基酸顺序及其赖氨基酸和C‑16脂肪酸修饰后在预防和治疗新型冠状病毒（SARS‑CoV‑2）感染的应用，同时，从分子、细胞及动物水平检测了这些融合的短肽能高效和特异性靶向阻断SARS‑CoV‑2‑S蛋白RBD与ACE2受体相互作用，最终，以鼻内给药方式予ACE2保护性短肽阻止了病毒侵入靶细胞，1、C6KRBD‑GZ5：[C‑16]KKKKKKYLYRLF；2、C6KRBD‑GZ26：KKKKKKYK[C‑16]YRYLRHGKLR；3、C6KRBD‑GZ28：KKKKKK[C‑16]VEGFVEGFNCYFPLQS。

技术领域

本发明涉及人医药技术领域，尤其是涉及ACE2受体保护性合成短肽在新型冠状病毒感染的应用。

背景技术

公知的，世界卫生组织将新型冠状病毒肺炎命名为2019年冠状病毒病(COVID-19)，截至2020年5月，迄今为止尚无有效治疗COVID-19的特异性小分子及蛋白短肽药物，最新研究表明新型冠状病毒（SARS-CoV-2）与SARS-CoV一样，通过S蛋白与人细胞表面ACE2受体的相互作用进行病毒内吞，感染人呼吸道上皮细胞，据报道，ACE2的完整分子和/或其跨膜区，作为SARS特异性受体在感染时与SARS-CoV外壳一起被内吞，此过程对病毒感染至关重要，因此，特异性靶向阻断SARS-CoV-2-S蛋白结合ACE2将是预防和治疗COVID-19有效策略，本研究首次针对SARS-CoV-2-S蛋白RBD的新突变氨基酸残基序列，设计保护人源ACE2蛋白短肽，并在N末端添加赖氨酸修饰，计算机模拟显示，3个短肽具有ACE2高非酶活性位点亲和力，因此，本研究拟用C-16脂肪酸与合成短肽融合增效，并从分子、细胞以及动物水平检测这些短肽能否高效并特异性靶向阻断SARS-CoV-2-S 蛋白RBD与ACE2相互作用，最终，为临床预防和治疗SARS-CoV-2感染提供新的思路和科学依据。

ACE2受体蛋白是SARS-CoV-2感染的关键分子，潜在的ACE2受体结合(保护)剂就有望成为新型冠状病毒感染的治疗药物，普遍认为，从病毒进入细胞、复制、产生子代的整个病毒生命周期来看，病毒如何进入细胞是关键，SARS-CoV-2病毒表面S蛋白是病毒进入细胞的关键“钥匙”，可以打开细胞受体ACE2蛋白的“锁”，从而进入细胞并启动其复制过程。因此，本项目拟研发ACE2受体保护性蛋白短肽，通过识别和阻断这个“钥匙”与“锁”的结合而达到阻断病毒进入细胞的作用。

在前期阿尔海默兹病（AD）合成短肽药物的相似研究工作中，我们意外惊奇发现在人载脂蛋白ApoE-LDL受体结合域(RBD)的短肽N-末端额外添加6个赖氨酸所形成的新短肽能够特异性阻断ApoE介导的淀粉样前体蛋白(APP)的内吞作用，并且不影响APPα-分泌酶切割，此外，在C-16脂肪酸融合这一新短肽后，非常显著地增强其对蛋白酶消化的抵抗能力以及与其受体的结合能力，经过生物学实验已证实该短肽能有效阻断内源性ApoE蛋白与APP病理性结合，减少AD样病理变化，改善认知功能。

研究表明SARS-S1蛋白包含一个与ACE2蛋白有着高亲和性的受体结合区域(RBD)，特别是RBD氨基酸残基424-492主要负责识别细胞的受体，2012德国的研究团队设计和发现了SARS-S蛋白RBD短肽(Y438-L443)能抑制ACE2与SARS-CoV的S蛋白结合，阻止了其病毒与靶细胞的融合，最新的研究表明SARS-CoV-2亦含有该受体结合区域，用于与ACE2受体蛋白的结合及后续的细胞膜融合，SARS-S 蛋白RBD进行同源性比较，德国团队还发现SARS-CoV-2-S蛋白RBD包含21个变异氨基酸残基，其中14个变异分别在集中在Y452-K463和V484-S495氨基酸残基，但未进行变异位点阻断的后续研究，基于此，这些差异是否会影响SARS-CoV-2的宿主选择性和传播能力值得进一步研究。

发明内容