JERP精彩论文 | FDA老药新用：COVID-19新靶标

图1 新型冠状病毒肺炎疫情实时大数据报告（截止到2021年10月16日，14：26）【数据与图片来源于实时更新：新型冠状病毒肺炎疫情地图 (baidu.com)】

图2 SARS-CoV-2的复制-转录复合体 (A）非结构蛋白(Nsp)的示意图，据报道这些蛋白在病毒RNA复制的不同步骤中起作用 (B）参与病毒RNA复制的蛋白结构示意图，与图（A）对应（图片来自DOI: 10.3389/fmolb.2020.605236）

最近，来自加州大学圣迭戈超级计算机中心与神经科学系的科学家首先通过从RCSB蛋白数据库（RCSB PDB: Homepage）下载SARS-CoV-2 的NSP15核糖核酸内切酶（蛋白质数据库(Μ)ID：6WXC）与配体替吡嘧啶（5-氯-6-（1-（2-亚氨基吡咯烷基）甲基）尿嘧啶）复合物的晶体结构，再使用分子操作环境（Molecular Operating Environment(MOE；CCG，Montreal，Canada)），分析了NSP15与替吡嘧啶相互作用的关键结合位点的氨基酸残基，并采用结构的方法构建了NSP15药效基团模型。基于此药效基团，他们对2356种FDA批准药物的构象数据库进行了药效基团搜索，再通过匹配“结构功能中心”，确定了803种化合物。随后根据氢键的数量和最佳对接姿势中的疏水相互作用（至少有三个氢键和两个疏水作用）进行计算对接，从中选择了170种化合物。

接下来，他们使用MOE数据库对选定的化合物进行了聚类分析，通过检索确定了：

（1）含10种或以上化合物的3个主要集群；

（2）含少于10种化合物的几个集群（从9至2种）；

（3）仅含1种化合物的36个单一集群。最后，运用分子动力学模拟（Molecular dynamics simulations, MD）确认其中20种为潜在NSP15抑制剂的化合物（图3，表1），可用于抗一系列病毒，包括人类免疫缺陷病毒(HIV)、丙型肝炎病毒(HCV)、乙型肝炎病毒、流感和单纯疱疹病毒。其中一些还表现出对中东呼吸综合征、SARS-CoV和SARS-CoV-2的抑制活性。

图3 本研究主要方法与步骤：（1）药效基团模型构建与药物数据库检索（Pharmacophore model creation and search of drug database）（2）计算配对（Computional docking）（3）分子动力学模拟（Molecular dynamics simulaitons, MD）

表1 选定的已知抗病毒活性的化合物列表

研究人员将分别使用生物化学和细胞分析进一步研究这些化合物对NSP15的核糖核酸内切酶活性和SARS-CoV-2的病毒复制的影响。由于NSP15是干扰固有免疫应答的原因之一，因此，也需要运用动物模型开展体内研究来确定候选化合物的疗效、毒性和抗病毒机制（图4）。