[发明专利]一种筛选小分子拟肽类抑制剂的方法及其应用

说明书

本发明公开了一种基于COVID‑19RdRp变构位点筛选小分子拟肽类抑制剂的方法及其应用。其中筛选方法具体包括：1)SARS‑Cov‑2‑RdRp蛋白晶体结构的处理；2)确定药物结合位点；3)化合物库的选择；4)化合物结构处理；5)分子对接；6)结果与分析。本发明充分发挥了虚拟筛选的优势，减少了实验的盲目性，有效提高了抑制剂药物的成功率，节省了人力、物力和财力。本发明还提供了筛选获得的抑制剂在制备治疗新型冠状病毒药物中的应用。

技术领域

本发明涉及医药技术领域，具体涉及一种基于COVID-19RdRp变构位点筛 选小分子拟肽类抑制剂的方法及其应用。

背景技术

冠状病毒(Coronabiridae/coronavirus,CoV)是一类广泛存在的、对人类和 家畜类都有重大潜在威胁的病原体微生物。该病毒最初是1937年在鸡的感染组 织中被发现，表面具有王冠般的钉状突起，最终被确认为新的物种并因此被命名 为冠状病毒。新型冠状病毒SARS-CoV-2的主要传播途径是呼吸道飞沫传播和接 触传染，目前市场中有大量的抗病毒药物，但是没有专门针对SARS-CoV和 SARS-CoV-2的治疗药物，所以市场急需一款或多款针对此类病毒的疫苗或是有 效治疗药物。

SARS-CoV-2靶标众多，目前研发人员研究较多的靶点是ACE2、3CL(Mpro) 和RdRp。新型冠状病毒识别宿主细胞是通过S蛋白的受体结合区(RBD)与宿 主表面特异表达的受体分子的识别来实现的。研究表明，ACE2(Angiotensin I Converting Enzyme 2)为冠状病毒S蛋白的受体，在病毒进入宿主细胞之 前S蛋白会被宿主表面蛋白酶TMPRSS2水解成S1和S2两段，S1负责识别ACE2，S2负责融合宿主细胞，所以在病毒入侵过程中，寄主细胞表面的ACE2和 TMPRSS2蛋白扮演了重要角色，但是ACE2在人体内有同源性蛋白，且广泛分 布于心脏、肾脏、睾丸、脂肪组织、脑组织、血管平滑肌细胞，胃肠道等， 在治疗过程中，抑制ACE2蛋白类药物可能会对人体造成不可估计的副作用。

主蛋白酶(Mpro)是一类半胱氨酸水解酶，是冠状病毒的主要蛋白酶之一。 Mpro负责切割病毒基因组翻译的蛋白前体，得到多个非结构蛋白，由这些非 结构蛋白组装形成病毒的复制-转录酶复合体，病毒才能完成正常的转录和复 制，是抗冠状病毒药物设计过程中的重要靶标。国内外学者已对此做了大量 研究，已经发现了FDA批准的硫醇反应药物中，抗酒精药物戒酒硫(disulfiram) 及其巯基反应衍生物与靶点蛋白3CLpro亲和力最高，且与CYS145发生氢键 作用，具有病毒临床治疗潜力；朱云鹏通过体外抑制活性实验筛选获得5个 抑制SARS冠状病毒主蛋白酶活性较强的化合物，并运用抑制动力学研究以及 分子对接等方法探讨其抑制机制，结果发现其中4个化合物能与 SARS-CoV-Mpro催化活性中心的Cys-145形成共价键，为不可逆抑制剂，1个 化合物能与SARS-CoVMpro的Asn-142、Gly-143和Gln-189形成氢键，以非 共价键的方式与蛋白结合；刘妍如等运用分子对接技术模拟预测TCMSP数据 库中药成分对新型冠状病毒(SARS-CoV-2)3CL水解酶的作用，共筛选得到 60个化合物，且所筛选化合物主要归属药材为甘草、桑白皮、满山红、虎杖 和车前草等；马青云等以3CL水解酶为靶蛋白，筛选出66个药动学性质良好 的天然小分子抑制剂，优选出12味中药单味药，2个中药药对以及12个中药 处方作为抗冠状病毒的候选方案。

本发明主要探究RNA依耐性RNA聚合酶(RdRp)抑制剂，病毒RdRp主 导完成冠状病毒的基因组复制过程，可准确高效地实现多达数万个核苷酸的合成。 美国制药公司吉利德(GileadSciences,Inc.)研发的原本用于抗埃博拉病毒的药 物瑞德西伟(Remdesivir)，其可直接作用的靶点就是RdRp(如图1a)。