MERS冠狀病毒主蛋白酶與N3抑制劑復(fù)合物的結(jié)構(gòu)功能研究及SARS冠狀病毒解旋酶的晶體學(xué)研究.pdf

1、自2012年起，一種新型冠狀病毒——中東呼吸綜合征冠狀病毒(MiddleEast Respiratory Syndrome coronavirus，MERS-CoV)持續(xù)在中東地區(qū)蔓延，已造成上百例感染病例，致死率高達(dá)50％。這是繼2003年爆發(fā)的嚴(yán)重急性呼吸系統(tǒng)綜合征冠狀病毒(Severe Acute Respiratory Syndrome coronavirus，SARS-CoV)、2004年發(fā)現(xiàn)的人類(lèi)冠狀病毒NL63(Human

2、 Coronavirus NL63，HCoV-NL63)以及2006年發(fā)現(xiàn)的人類(lèi)冠狀病毒HKU1（Human Coronavirus HKU1，HCoV-HKU1）之后發(fā)現(xiàn)的又一個(gè)人類(lèi)冠狀病毒家族的新成員，這表明冠狀病毒對(duì)人類(lèi)健康的威脅始終存在，然而到目前為止，在世界范圍內(nèi)還沒(méi)有切實(shí)有效的能用于臨床治療MERS-CoV、SARS-CoV等冠狀病毒感染的疫苗或特效藥物。
　　冠狀病毒作為單股正鏈RNA病毒，編碼約16個(gè)非結(jié)構(gòu)蛋白(n

3、on-structuralproteins，nsps)介導(dǎo)自身的轉(zhuǎn)錄復(fù)制過(guò)程。這其中，nsp5（即主蛋白酶）參與將冠狀病毒基因組編碼的復(fù)制酶多蛋白(polyproteins，ppla，pplab)酶切水解為病毒基因組復(fù)制所必需的16個(gè)非結(jié)構(gòu)蛋白的過(guò)程，因而在冠狀病毒的轉(zhuǎn)錄復(fù)制中發(fā)揮了至關(guān)重要作用。并且在人體內(nèi)不存在nsp5的同源蛋白，因而nsp5蛋白是一個(gè)良好的抗冠狀病毒靶點(diǎn)。
　　本論文首先運(yùn)用分子置換法解析了MERS-CoV

4、nsp5與N3抑制劑復(fù)合物的2.27(A)晶體結(jié)構(gòu)，分析了nsp5與N3抑制劑間的精確相互作用，驗(yàn)證了MERS-CoV nsp5以同源二聚體的形式發(fā)揮活性功能，以Cys-His二體構(gòu)成催化活性中心，為理解N3抑制MERS-CoV nsp5的反應(yīng)機(jī)理提供了良好的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ);并且我們通過(guò)體外構(gòu)建的熒光酶活體系定量分析了N3分子對(duì)MERS-CoV nsp5的抑制活性，從結(jié)構(gòu)和功能兩方面證實(shí)了N3確實(shí)是MERS-CoV nsp5的良好抑制劑;其次

5、，我們比較并分析了冠狀病毒亞科不同成員(MERS-CoV、SARS-CoV、HCoV-HKU1和IBV)的nsp5結(jié)合N3抑制劑的高度結(jié)構(gòu)保守性及輕微差異，期望為抗MERS-CoV的抑制劑開(kāi)發(fā)提供優(yōu)化指導(dǎo)。
　　本論文的另外一部分工作為SARS-CoV nsp13蛋白的蛋白質(zhì)晶體學(xué)研究。nsp13具有解旋酶及NTPAse酶功能，是冠狀病毒轉(zhuǎn)錄復(fù)制過(guò)程不可缺少的核心酶之一，也是一個(gè)良好的抗冠狀病毒藥物靶點(diǎn)。在本論文中，我們通過(guò)合理的