《埃博拉病毒蛋白VP40和GP1,2与BST2协同作用以激活独立于病毒样颗粒捕获的NF-κB》

  • 来源专题:新发突发疾病(新型冠状病毒肺炎)
  • 编译者: 张玢
  • 发布时间:2017-11-16
  • BST2是一种对病毒感染有双重功能的宿主蛋白,它在感染细胞的质膜上捕获新组装的包膜病毒颗粒,并诱导NF-κB活性,特别是在逆转录病毒装配的情况下。研究检查了埃博拉病毒蛋白是否影响BST2介导的NF-κB的诱导。埃博拉病毒基质蛋白VP40和包膜糖蛋白GP分别与BST2协同诱导NF-κB活性,当三种蛋白均表达时,其活性最高。与人类免疫缺陷病毒1型Vpu蛋白不同,它能够拮抗病毒颗粒的包埋和BST2对NF-κB的激活,即使它能够拮抗病毒样颗粒的包裹,埃博拉病毒GP也不能抑制NF-κB信号。来自雷斯顿埃博拉病毒(Reston ebolavirus,一种非致病性物种)的GP显示与来自扎伊尔埃博拉病毒(一种高致病性物种)的GP的表型相似,就NF-κB的活化和病毒粒子包埋的拮抗而言。虽然埃博拉病毒VP40和GP都能独立于BST2激活NF-κB,但VP40是更有效的激活剂。埃博拉病毒蛋白单独或与BST2一起激活NF-κB需要经典的NF-κB信号传导途径。从机制上看,GP、VP40和BST2激活的最大NF-κB需要BST2二聚化所需的胞外域半胱氨酸,BST2四聚化残基L70和潜在的半-ITAM基序的Y6在BST2的胞质结构域中。具有糖基磷脂酰肌醇(GPI)锚定信号缺失的BST2(其不在细胞膜上表达并且不能够截留病毒粒子)与埃博拉病毒蛋白一起活化NF-κB至少与野生型BST2一样有效。 GPI锚突变体的信号传递也取决于BST2的Y6。在埃博拉病毒的情况下,BST2对NF-κB的激活与病毒粒子包埋无关。尽管如此,BST2可能在埃博拉病毒感染期间诱导或放大促炎信号传导,潜在地促成了作为埃博拉病毒病标志的细胞因子应答失调。

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    • 编译者:李爱花
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    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-04-03
    • 2024年3月29日,美国罗格斯新泽西州立大学(Rutgers)药学院副教授王俊及其合作者在Science上发表了题为Design of a SARS-CoV-2 papain-like protease inhibitor with antiviral efficacy in a mouse model的文章。 这篇文章首次报道了在小鼠感染实验中具有抗病毒活性的木瓜样蛋白酶 (papain-like protease, PLpro) 抑制剂。 PLpro 是主蛋白酶外另一个由SARS-CoV-2编码的半胱氨酸蛋白酶。PLpro能够切断病毒非结构多蛋白 (Nsps),对病毒复制起到至关重要的作用。此外,PLpro还能通过裂解宿主蛋白的泛素和修饰干扰素刺激基因15 (ISG 15) 从而抑制宿主免疫反应。PLpro在SARS-CoV-2突变株中高度保守,使其成为备受关注的抗病毒药物靶点。然而,经过药物化学家数十年的结构优化和高通量筛选,PLpro抑制剂开发仍处于临床前阶段。在此之前报道的PLpro抑制剂的抗病毒活性和药代动力学特性都有待优化。 在这项研究中,基于已报道的非共价PLpro抑制剂XR8-24和共价PLpro抑制剂Cp7,将化合物Cp7中的萘环替换成3-苯基噻吩,设计了共价PLpro抑制剂Jun11313 ,发现其可有效抑制PLpro(IC50=0.12 μM),因此研究将其作为起点进行后续结构优化。Jun11313与SARS-CoV-2 PLpro共晶结构分析发现与XR8-24中吡咯烷取代的噻吩基团相比,Jun11313中的噻吩基团朝向BL2 groove结合口袋的相反位置,与Pro248和Pro247形成范德华力相互作用,并与Met208存在CH-π和S-π相互作用。进一步观察PLpro泛素(ubiquitin)与Jun11313的共晶结构,发现噻吩基占据与泛素Val70相同的疏水口袋。因此,研究人员将这个从未被用于PLpro抑制剂设计的口袋称为Val70Ub。 基于Jun11313与PLpro的结合模式,假设可以通过同时靶向BL2 groove和Val70Ub疏水口袋来设计高效的PLpro抑制剂。因此,团队设计并合成了一系列双芳香基取代苯甲酰胺化合物 。所有化合物先进行酶活测试和细胞毒性测试,再通过FlipGFP和SARS-CoV-2抗病毒实验中对部分化合物进行了验证,再利用小鼠的体外微粒体稳定性和体内口服药代动力学(PK)对高效低毒化合物(EC50 ≤ 1 μM,SI > 50)进行了进一步验证。而通过多轮筛选,得到了候选化合物Jun12682。最后,研究发现Jun12682对Omicron、Delta和三种nirmatrelvir耐药病毒株均具有抑制活性。 共晶结构显示Jun12682以及类似物同时结合到BL2 groove和Val70Ub的疏水口袋,验证了初始的理性设计 。在体外PK实验中,Jun12682表现出良好的代谢稳定性(T1/2 = 131.9 min, CLint(mic) = 10.5 μL/min/mg),高选择性和良好的溶解性,同样在体内PK实验中,其具有优异的口服生物利用度(72.8%)。Jun12682对体内五种主要药物代谢的细胞色素P450 (CYP450) 酶都没有抑制效果。这预示着Jun12682不会有跟Paxlovid一样具有药物相互作用的副反应。基于此,团队对Jun12682进行了体内药效研究,结果显示,对SARS-CoV-2感染BALB/c小鼠,Jun12682口服给药不仅显著提高小鼠存活率,而且能够显著降低小鼠肺部病毒滴度和组织损伤,且降低多种炎症因子的表达。 总括而言,基于新发现的Val70Ub的口袋,团队设计了一类结构新颖、高效的PLpro抑制剂,其中,Jun12682不仅能够有效抑制多种突变病毒株,且具有优异的体内活性,具有开发成为新型抗SARS-CoV-2新药的潜力。