天津药研院联手南开大学发现可预防病毒感染物质

自新型冠状病毒疫情爆发以来，天津国际生物医药联合研究院高度关注疫情动态，与南开大学药学院组建新药开发联合攻关团队，针对新型冠状病毒的生物学特点、传播特征和公共卫生风险防控的潜在需求，开展了病毒防治相关药物的研发工作，重点从药食同源分子中筛选预防冠状病毒感染作用的有效分子，取得了阶段性进展。新型冠状病毒的基因序列公开后，已有多个研究团队针对病毒内部的蛋白酶进行了药物开发，同时也报道了该病毒的主要受体为人肺泡上皮细胞的ACE2蛋白。从病毒侵染人肺泡上皮的过程来看，其首先利用自身的Spike蛋白与ACE2蛋白发生相互作用，从而侵入人体。开发针对Spike与ACE2蛋白相互作用的界面抑制剂，可有效地切断两个蛋白的结合，进而阻断病毒侵入人体细胞，达到预防感染的作用。针对病毒Spike蛋白/ACE2互作界面抑制剂的研发，尤其是从药食同源分子中筛选有效分子，对广大人群预防病毒感染具有更重要的意义。研究院与南开大学药学院联合攻关团队拟通过人工智能筛选、活性验证和成药性评价的三步走方式进行预防性药物的研发，通过同源建模搭建了新型冠状病毒Spike蛋白/人ACE2蛋白互作的三维结构，利用人工智能辅助的虚拟药物筛选系统，从中药单体库、药食同源天然分子库和成药化合物库中筛选潜在的互作界面抑制剂，尤其关注药食同源类物质所含的活性分子。我们从公布的2019_nCov蛋白序列中提取了蛋白序列，根据SARS病毒Spike蛋白/人ACE2蛋白识别的模式，采用同源建模的方法模拟了Spike蛋白的CTD1区域和人ACE2蛋白复合物结构。通过比对SARS病毒Spike蛋白/人ACE2蛋白的结合模式，明确了2019_nCov病毒CTD1/人ACE2复合物的蛋白-蛋白相互作用界面的热点和关键残基，利用基于结构的药效团方法，以ACE2氨基酸残基构建药效团模型，靶向CTD1区域与ACE2结合的表面，筛选候选抑制剂，阻断病毒与人体ACE2蛋白的识别与结合。最终通过构建的药效团模型并结合分子对接筛选方法，从成药化合物库（2373个化合物）和药食同源数据库（5632个化合物）筛选得到靶向S蛋白的潜在抑制剂。通过筛选和既往药理信息的综合分析，观察到多种药食同源的中药中含有抑制病毒与受体结合的潜在活性分子，可为中医药方剂的配伍和新型冠状病毒肺炎的防治提供一定的信息。
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