SARS冠状病毒3CL蛋白酶及其抑制剂的理论研究

应用AutoDock程序将SARS冠状病毒3CL蛋白酶及其抑制剂配体和受体进行了对接,并用InsightⅡ中的Discover3模块进行了分子动力学模拟,分析了蛋白酶活性口袋的形状,讨论了其亚基的氢键、静电、疏水等相互作用,为进一步设计药物提供了重要的参考信息.

新型SARS-CoⅤ 3CL蛋白酶荧光多肽底物的设计、制备及其酶动力学研究

以邻氨基苯甲酸(Abz)为荧光发射基团、2,4-二硝基苯基乙二胺(Eddnp)为荧光猝灭基团,设计合成了SARS-CoⅤ3CL蛋白酶的新型荧光多肽底物:H2N-E(Eddnp)STLQSGLK(Abz)-CONH2.用液相色谱-质谱(LC-MS)联用技术进行了表征,表明该多肽底物能被SARS-CoⅤ3CL蛋白酶识别,并在QS之间被专一性酶解.另外,利用该多肽底物的荧光共振能量转移(FRET)特性,对SARS-CoⅤ3CL蛋白酶的酶解动力学性质进行了研究,结果表明,此荧光多肽底物可以作为荧光探针,应用于SARS-CoⅤ3CL蛋白酶活性的测定及其抑制剂的筛选.

非肽类SARS冠状病毒3CL蛋白酶抑制剂的设计与活性表征

SARS冠状病毒3CL蛋白酶是SARS病毒复制过程中的主要蛋白酶,针对其开展药物设计有望得到有效的抗SARS病毒药物.本文基于SARS冠状病毒3CL蛋白酶的三维结构,对现有化学试剂及临床用药数据库进行虚拟筛选,选出可能对SARS冠状病毒3CL蛋白酶有抑制的非肽化合物进行初步活性测试,并研究了已知的人鼻病毒3C蛋白酶抑制剂对SARS冠状病毒3CL蛋白酶的活性,合成了两种母环的衍生物,得到靛红和哌嗪两类SARS冠状病毒3CL蛋白酶的抑制剂,其中一个靛红类化合物的IC50为0.76μmol·L-1;而抗组胺药哌嗪类化合物对SARS冠状病毒3CL蛋白酶及细胞培育的SARS病毒的抑制作用,提示了老药可以开发出新的用途.

SARS 3CL蛋白酶同源二聚化与底物结合互为别构调控因素

研究了严重急性呼吸系统综合症(SARS)冠状病毒3C-Like蛋白酶(3CLpro)在存在底物或抑制剂时的二聚体形成情况.通过测定酶活性随酶浓度的变化,拟合出在底物存在下酶二聚体的解离常数约为0.94μmol·L-1,小于纯蛋白酶的二聚体解离常数(14.0μmol·L-1),表明底物对二聚体的形成具有增强作用.选用与底物具有类似结合方式的靛红类抑制剂N-萘甲基靛红-5-甲酰胺(5f),利用超速离心沉降速率方法定量测定了SARS 3CL蛋白酶单体和二聚体在不同浓度5f时的含量,发现5f同样具有诱导二聚体形成的能力.在3μmol·L-1蛋白酶浓度下测定得到诱导二聚的EC50值(半数有效浓度)约为1μmol·L-1,说明二聚体中只有一个单体与抑制剂结合.研究结果表明,随着底物浓度的升高,SARS 3CL蛋白酶会形成更多的二聚体,而二聚体含量的提高又反过来提高酶的活性,这种双向别构调控机制有可能是病毒用来调控多聚蛋白水解速率和组装时机的一种方法.

静电和疏水效应对SARS冠状病毒3CL蛋白酶二聚体稳定性的影响

从 TGEV 3 CL蛋白酶二聚体结构出发 ,研究了 TGEV 3 CL蛋白酶二聚体单体之间的静电和疏水相互作用 .蛋白质的静电相互作用通过有限差分方法求解 Poisson-Boltzmann方程得到 ,疏水相互作用通过分析溶剂可及性表面模型得到 .考察了不同 p H值对 SARS3 CL蛋白酶二聚体静电和疏水相互作用的影响 ,在p H=5 .5～ 8.5时 ,二聚体静电相互作用能、静电去溶剂化能和疏水自由能都具有较小的数值 ,表明在该条件下静电和疏水相互作用有利于二聚体的稳定存在 .由于 SARS 3 CL蛋白酶活性模式为二聚体 ,因此 ,在该p H值范围内 ,有利于蛋白酶保持活性 .在 p H=7.0条件下 ,蛋白酶单体之间具有最强的静电和疏水相互作用 ,从而使蛋白酶具有最强的活性 ,这与实验结果相一致 .p H值对静电去溶剂化能的影响大于疏水自由能 ,表明静电作用是造成强酸或强碱条件下二聚体不能稳定存在的主要原因 .

C1q/肿瘤坏死因子相关蛋白3、脂蛋白相关磷脂酶A2、可溶性髓样细胞触发受体-1对脑血管狭窄患者术后支架内再狭窄预测价值

目的探讨血清补体C1q/肿瘤坏死因子相关蛋白3(CTRP3)、脂蛋白相关磷脂酶A2(Lp-PLA2)、可溶性髓样细胞触发受体-1(sTREM-1)水平在预测脑血管狭窄人群的颅脑动脉支架术后支架内再狭窄(ISR)方面的价值。方法选取2020年5月至2022年6月廊坊市人民医院收治的107例接受颅脑动脉支架成形术的患者。根据患者术后6个月内是否发生ISR分为ISR组(n=26)与NISR组(n=81)。比较两组患者的低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、支架数量、球囊扩张支架的占比、狭窄程度、残余狭窄程度,以及CTRP3、Lp-PLA2、sTREM-1水平。结果ISR组LDL-C、支架数量、球囊扩张支架的占比、狭窄程度、残余狭窄程度、Lp-PLA2水平、sTREM-1水平均高于NISR组,差异有统计学意义(P<0.05);ISR组CTRP3水平低于NISR组,差异有统计学意义(P<0.05)。支架数量多、狭窄程度及残余狭窄程度高、CTRP3水平降低、Lp-PLA2、LDL-C、sTREM-1水平上升为脑血管狭窄病患血管成形术后出现ISR的独立危险因素(P<0.05)。CTRP3、Lp-PLA2、sTREM-1三者联合在脑血管狭窄病患颅脑血管成形术后出现ISR的预测曲线下面积分别为0.840、0.784、0.809、0.899,三者联合预测价值显著高于单一指标。结论CTRP3水平降低,Lp-PLA2、sTREM-1水平升高与脑血管狭窄患者颅脑动脉支架术后发生ISR有关,联合指标检测对脑血管狭窄患者颅脑动脉支架术后发生ISR具有一定预测价值。

靛红类双功能抑制剂:调控SARS-3CL蛋白酶聚集状态与活性(英文)

1-(2-萘甲基)靛红-5-甲酰胺类化合物通过与底物口袋结合来抑制SARS-3CL蛋白酶的活性,而SARS-3CL蛋白酶自身的N端8肽是作用于蛋白二聚界面的抑制剂.本文设计同时占据SARS-3CL蛋白酶底物口袋和二聚界面的双功能抑制剂,通过固相多肽合成方法制备由1-(2-萘甲基)靛红-5-甲酸和N端8肽组成的化合物,得到不同长度连接链的6个目标产物.用显色底物方法测定化合物对SARS-3CL蛋白酶的抑制活性,其中化合物3的活性最高,IC50值(半抑制率)为3.8μmol·L-1,连接偶数甘氨酸的活性明显要好于连接奇数甘氨酸的化合物.用超速离心沉降速率方法研究了化合物3对SARS-3CL蛋白酶聚集状态与活性的调控作用,其同时具有诱导与抑制二聚的双重能力,综合调控结果是抑制SARS-3CL蛋白酶的二聚.这项研究给应用合成的化合物研究酶活性调节机制提供了一个示例.

参附注射液辅助治疗对急性心肌梗死大鼠NOD样受体蛋白3/半胱氨酸天冬氨酸特异性蛋白酶1介导的细胞焦亡信号通路以及炎性因子水平的影响

目的探讨参附注射液辅助治疗对急性心肌梗死(AMI)大鼠NOD样受体蛋白3(NLRP3)/半胱氨酸天冬氨酸特异性蛋白酶1(Caspase-1)介导的细胞焦亡信号通路以及炎性因子水平的影响。方法40只大鼠随机分为假手术组、模型组、倍他乐克组(0.9 mg/kg)和联合组(倍他乐克0.9 mg/kg联合参附注射液6 mL/kg),每组10只,连续灌胃3周。检测造模前、造模后和治疗3周时大鼠血清肌钙蛋白I(cTnI)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)、白细胞介素(IL)-6、IL-1β和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平。造模后和治疗3周时,比较各组大鼠左心室射血分数(LVEF)、左心室收缩末期内径(LVESD)、左心室舒张末期内径(LVEDD)等心脏彩超参数以及心肌梗死面积。应用实时荧光定量聚合酶链式反应(qRT-PCR)及Western blot检测心肌梗死面积NLRP3、Caspase-1的mRNA及其蛋白表达水平。结果与假手术组相比,模型组造模后和治疗3周时cTnI、CK-MB、IL-6、IL-1β、TNF-α、心肌梗死面积、NLRP3 mRNA和Caspase-1 mRNA表达量均升高,差异有统计学意义(P<0.05);与模型组相比,倍他乐克组和联合组治疗3周时cTnI、CK-MB、IL-6、IL-1β、TNF-α、心肌梗死面积、NLRP3 mRNA和Caspase-1 mRNA表达量均降低,且联合组上述指标均低于倍他乐克组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论参附注射液辅助治疗AMI能够进一步减轻心肌细胞损伤,缩小梗死面积,抑制炎症反应和细胞焦亡活性。

感冒229E病毒3CL蛋白酶抑制剂金丝桃苷衍生物的合成及其构效关系研究

目的寻找作为感冒229E抗原型冠状病毒3CL蛋白酶抑制剂的新化学结构。方法运用分子对接方法在ACD化合物库中发现天然产物金丝桃苷是潜在的新型抑制剂,借助分子模拟的方法进行结构改造,设计并合成了5个金丝桃苷衍生物,采用表面等离子共振(SPR)法测试这些化合物与该蛋白酶的结合能力。结果与结论衍生物Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ与蛋白酶的结合能力比原天然产物Ⅰ提高了3倍以上,它们的结合构象也明显不同于Ⅰ与SARS病毒3CL蛋白酶的结合构象。这些结合模式的差异为设计选择性更好的感冒病毒3CL蛋白酶抑制剂提供了有益的参考信息。将计算机辅助药物分子设计、有机合成和生物活性测试有机地结合起来,是发现和设计感冒229E型病毒3CL蛋白酶新型选择性抑制剂的有效途径。

新型冠状病毒3CL蛋白酶抑制剂研究进展

新型冠状病毒肺炎(COVID-19)是继2003-SARS和2012-MERS之后又一高传染性、高致病性的冠状病毒肺炎,对人类健康、社会稳定和经济发展构成了严重威胁。在新冠病毒的众多靶点中,3CL蛋白酶(3CL^(pro)、3C样蛋白酶,也称作主要蛋白酶M pro)由于在子代病毒的复制和转录过程中极其关键的作用而备受研究人员的关注。3CL蛋白酶在多种冠状病毒及新冠病毒变异株中具有高度的结构相似性和保守性,是冠状病毒靶向药物研发最具吸引力的靶标之一。目前,国内外医药公司和科研机构针对此靶点进行了大量的药物研究开发。本研究针对已上市及处于临床试验阶段的3CL蛋白酶抑制剂进行分类总结,重点对构效关系进行探讨,并对其临床试验阶段的有效性及安全性等进行详细介绍;在总结天然产物来源的3CL蛋白酶抑制剂的基础上,大量研究和实验数据表明天然产物具有潜在的抗新冠病毒活性,但其有效性和安全性均需进一步研究验证。同时,将本课题组3CL蛋白酶抑制剂及蛋白水解靶向嵌合体(PROTACs)研发工作的代表性成果首次予以披露,以期为开发安全高效的抗新冠病毒感染药物提供参考。

血清纤维胶凝蛋白3、胱抑素C、信号素3A与老年高血压患者颈动脉粥样硬化程度的相关性分析

目的探讨老年高血压患者血清纤维胶凝蛋白3(Ficolin-3)、胱抑素C(Cys C)、信号素3A(Semaphorin 3A)水平变化及其与颈动脉粥样硬化程度的相关性。方法回顾性分析2021年5月至2023年5月临海市中医院医共体收治的120例老年高血压患者病历资料,将这120例作为高血压组,根据颈动脉粥样硬化程度将其分为颈动脉内膜中层厚度(IMT)正常组(37例)、IMT增厚组(40例)和颈动脉斑块形成组(43例)。另选同期152例非高血压的老年健康体检者病历资料作为对照组。比较高血压组、对照组及不同颈动脉粥样硬化程度患者血清Ficolin-3、Cys C、Semaphorin 3A水平;采用Spearman法分析老年高血压患者血清Ficolin-3、Cys C、Semaphorin 3A水平与颈动脉粥样硬化程度的相关性;采用受试者工作特征(ROC)曲线分析血清Ficolin-3、Cys C、Semaphorin 3A水平单独及联合检测对老年颈动脉粥样硬化的诊断价值。结果高血压组血清Ficolin-3、Semaphorin 3A水平低于对照组,而Cys C水平高于对照组(P<0.05);颈动脉斑块形成组血清Ficolin-3、Semaphorin 3A水平均低于IMT增厚组和IMT正常组,IMT增厚组低于IMT正常组(P<0.05);而颈动脉斑块形成组血清Cys C水平高于IMT增厚组和IMT正常组,IMT增厚组高于IMT正常组(P<0.05)。老年高血压患者血清Ficolin-3、Semaphorin 3A水平与颈动脉粥样硬化程度呈负相关(r=-0.429、r=-0.452,均P<0.05);Cys C水平与颈动脉粥样硬化程度呈正相关(r=0.829,P<0.05)。结论血清Ficolin-3、Semaphorin 3A在老年高血压患者中呈低表达,与患者颈动脉粥样硬化程度呈负相关;Cys C呈高表达,与患者颈动脉粥样硬化程度呈正相关。

IL-1、CRP、免疫球蛋白及补体C3、C4检测在冠状动脉粥样硬化性心脏病诊疗中的临床应用

目的探讨炎症因子白细胞介素6(IL-6)、C反应蛋白(CRP)、免疫球蛋白IgG、IgM、IgA以及补体C3、C4在冠状动脉粥样硬化性心脏病中的诊断价值。方法选取2020年1月—2022年3月于沛县人民医院入院诊治的冠状动脉粥样硬化性心脏病患者100例作为研究组,同时随机选取本院同时段的健康体检者100例作为健康对照组。比较两组患者的IL-6、CRP、IgG、IgM、IgA与补体C3、C4的水平,并分析各项指标单一检测以及联合检测的阳性检出率。结果研究组的炎症因子IL-6、CRP、免疫球蛋白IgG、IgM、IgA以及补体C3、C4指标均高于健康组(P<0.05);联合检测的阳性检出率为86%,均高于IL-6、CRP、免疫球蛋白及补体C3、C4的任一单一检测结果(均P<0.05)。结论在冠状动脉粥样硬化性心脏病患者中炎症因子IL-6、CRP、免疫球蛋白IgG、IgM、IgA以及补体C3、C4各项指标与健康者相比均有不同程度升高,所有指标联合检测的诊断效能高于任一指标的单一检测。联合检测可作为临床冠心病病情评估的重要诊断依据。

3C和3CL蛋白酶及广谱抑制剂的研究进展

小RNA病毒和冠状病毒属于单正链RNA病毒,其家族中的病原体易导致手足口病、心肌炎、普通感冒以及严重的呼吸道和肠道疾病。3C和3CL蛋白酶都属于半胱氨酸蛋白酶,底物结合位点高度保守且具有相似的催化机制,是催化单正链RNA病毒前体蛋白裂解的关键蛋白酶,对病毒的复制有重要作用。人体中没有与其相似的蛋白酶,是目前广谱抗单正链RNA病毒研究的重要靶点。利用3C和3CL蛋白酶结构的相同点,成功发现了具有广谱作用的蛋白酶抑制剂。本文简要概述3C和3CL蛋白酶的结构、功能和广谱抑制剂的研究进展,并简要阐释抑制剂的作用机制,对该类酶的广谱抑制剂研究和相关病毒的治疗具有指导意义。

SARS冠状病毒半胱氨酸蛋白酶3CL^(pro)的克隆表达及分离纯化(英文)

SARS(严重急性呼吸综合征)是由一种新型的人类冠状病毒引起的。由于SARS冠状病毒3CL蛋白酶在病毒的复制翻译中起关键作用,所以成为抗SARS药物设计的关键靶标之一。该研究中,利用以pET28a为载体的高效原核表达系统,克隆表达出SARS冠状病毒3CL蛋白酶,然后由NTA-Ni2+亲和层析柱对表达的蛋白进行分离纯化。3CL蛋白酶在大肠杆菌表达系统中的成功表达为今后进一步筛选抗SARS病毒药物奠定基础。

MERS冠状病毒3C样蛋白酶是一种新的细胞自噬诱导蛋白

冠状病毒(Coronavirus,Co V)3C样蛋白酶(3CLpro)在冠状病毒复制过程中起重要作用,是一种重要的潜在抗病毒药物候选靶标。细胞自噬是宿主重要抗病毒防御机制之一,但目前冠状病毒诱导细胞自噬及其机制还不很清楚。本研究以人类新发高致病性冠状病毒——中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-Co V)为研究对象,探讨人类冠状病毒感染与细胞自噬的关系。通过免疫荧光法检测发现,MERS 3CLpro引起细胞内e GFP-LC3B绿色荧光点状聚集,同时MERS 3CLpro诱导自噬标志蛋白微管相关蛋白1-轻链3基(LC3-II)表达增多,表明MERS 3CLpro可激活细胞自噬。进一步研究发现,MERS 3CLpro诱导细胞自噬体形成而阻断或抑制自噬溶酶体形成,即MERS 3CLpro诱导不完全细胞自噬效应,而且MERS 3CLpro诱导细胞自噬具有时间依赖性且不依赖于其蛋白酶催化活性。此外发现SARS-Co V和NL63-Co V等其它人类冠状病毒3CLpro也具有诱导细胞自噬效应,表明3CLpro诱导细胞自噬可能是人类冠状病毒所具有的一种普遍生物学特性。本研究首次发现冠状病毒蛋白酶3CLpro能诱导宿主细胞自噬,是一种新型冠状病毒来源的宿主细胞自噬诱导蛋白,这一发现拓展了对人类冠状病毒蛋白酶功能的新认识,为研究冠状病毒与宿主抗病毒天然免疫以及以病毒蛋白酶为靶标的抗病毒药物研究提供了理论基础。

类风湿关节炎患者血清SAA、CCL20、MMP-3表达水平及临床意义

目的探讨类风湿关节炎(RA)患者血清淀粉样蛋白A(SAA)、趋化因子配体20(CCL20)及基质金属蛋白酶3(MMP-3)水平变化及临床意义。方法回顾性选取2020年9月至2023年1月大同市第五人民医院收治的RA患者108例作为研究对象,依据28个关节的疾病活动度评分(DAS28)评分,将患者分为缓解期组(n=35,DSA28评分<2.6)与活动期组(n=73,DSA28评分≥2.6),并将活动期患者进一步分为轻度活动期(n=20,DSA28评分2.6~3.2)、中度活动期(n=29,DSA28评分>3.2~5.1)与重度活动期(n=24,DSA28为>5.1);另选取同期健康体检者80名作为对照组。所有受试者均检测血清SAA、CCL20、MMP-3水平。比较不同组别血清SAA、CCL20、MMP-3水平;使用Pearson相关分析血清SAA、CCL20、MMP-3水平与红细胞沉降率(ESR)、C反应蛋白(CRP)的相关性;使用受试者工作特征(ROC)曲线评价各指标对RA疾病活动度的诊断价值。结果RA组血清SAA、CCL20、MMP-3水平分别为(42.25±13.46)mg/L、(45.69±12.78)pg/mL、(85.41±25.14)ng/mL,均显著高于对照组[(7.14±2.12)mg/L、(18.12±5.47)pg/mL、(27.36±8.21)ng/mL],差异均有统计学意义(P<0.05)。RA活动期组患者血清SAA、CCL20、MMP-3水平分别为(51.78±10.71)mg/L、(53.14±10.45)pg/mL、(106.10±20.39)ng/mL,显著高于缓解期组[(22.37±7.14)mg/L、(30.15±8.24)pg/mL、(42.25±13.64)ng/mL],差异均有统计学意义(P<0.05)。重度活动度组血清SAA、CCL20、MMP-3水平均高于中度活动度组和轻度活动度组,差异均有统计学意义(P<0.05),随着疾病活动度提高,血清SAA、CCL20、MMP-3水平逐渐增高。Pearson相关分析显示,活动期RA患者血清SAA、CCL20、MMP-3水平与CRP、ESR均呈正相关(P<0.05)。ROC曲线分析得出,血清SAA、CCL20、MMP-3区分RA轻度活动度与中度活动度的曲线下面积(AUC)分别为0.852、0.756、0.725,区分中度活动度与重度活动度的AUC分别为0.852、0.756、0.725,均显示出一定的诊断能力。结论RA患者血清SAA、CCL20、MMP-3水平均呈高表达,这3项指标可作为评估疾病活动度的生物标志物,可为临床预测病情进展提供参考。

丝氨酸及苯基异丝氨酸类SARS病毒3CL蛋白酶抑制剂HQSAR研究及分子设计

采用分子全息定量构效关系(Holographic Quentitative Structure-Activity Ralationship,HQSAR)方法,研究了40个丝氨酸及苯基异丝氨酸类SARS-CoV 3CL蛋白酶抑制剂的构效关系,探讨了分子碎片大小、碎片区分参数及全息长度对模型质量的影响.利用偏最小二乘法建立了一个以30个化合物为训练集的最优模型,其交叉验证相关系数q^(2)为0.604,非交叉验证相关系数r^(2)为0.904,标准偏差SEE为0.125;使用该模型对由9个化合物组成的测试集进行预测,其预测相关系数r^(2) pred为0.723,表明该模型具有良好的预测能力及拟合能力.利用HQSAR色码图探讨了分子中不同结构片段对活性的贡献,在此基础上根据最优HQSAR模型设计了一组具有良好预测活性的苯基异丝氨酸类3CL蛋白酶抑制剂,为新型SARS-CoV 3CL蛋白酶抑制剂的设计和优化提供了参考,也为研发治疗新型冠状病毒肺炎(COVID-19)的3CL蛋白酶抑制剂提供借鉴.

SARS冠状病毒3CL蛋白酶多克隆抗体的制备及纯化

SARS病毒(SARS-CoV)3CL蛋白酶在病毒的复制过程中起到关键作用,是抗病毒药物设计的重要靶标。本工作用在大肠杆菌中表达并纯化的SARS-CoV 3CL蛋白酶免疫新西兰大耳兔,获得了多克隆抗体血清;利用抗原偶联柱对血清进行了亲和纯化。SDS-PAGE以及Western-Blot结果显示纯化后的抗体纯度较高,特异性较强,为免疫学方法检测SARS-CoV 3CL在宿主细胞内的活动打下了基础。

青藤碱对类风湿关节炎患者成纤维样滑膜细胞增殖及基质金属蛋白酶-3表达的影响

目的观察青藤碱对体外培养类风湿关节炎患者成纤维样滑膜细胞增殖以及基质金属蛋白酶-3(MMP-3)mRNA含量的影响。方法培养人成纤维样滑膜细胞,分为青藤碱高、中、低剂量组和空白对照组,经青藤碱干预后,用四甲基偶氮唑蓝法测定细胞增殖情况,用半定量RT-PCR方法检测成纤维细胞中MMP-3mRNA的表达。结果经青藤碱干预后的人成纤维样滑膜细胞的增殖率受到显著抑制(P<0.05),其中高剂量组的改变差异尤为显著(P<0.01)。MMP-3的mRNA表达水平较之空白对照组有显著下降(P<0.05),且高剂量组的差异尤为显著(P<0.01)。结论青藤碱可以抑制类风湿关节炎患者成纤维样滑膜细胞的增殖并下调MMP-3的表达,推断这可能是青藤碱治疗类风湿关节炎的一种机理。