博文
bioRxiv：核苷酸类似物可作为病毒聚合酶抑制剂
||
2020年2月1日，美国哥伦比亚大学研究人员在预印本网站bioRxiv上发表论文，探讨了一种设计合成病毒聚合酶抑制剂的新策略，将开发索非布韦的ProTide前药方法与作为DNA序列可逆终止剂构建核苷酸类似物的3’-阻断基团相结合。
注意：预印本网站bioRxiv的所有论文未经同行评议。
虽然经过了几十年的研究，但目前尚无有效药物可治疗严重的冠状病毒感染，如SARS、MERS和新型冠状病毒2019-nCoV引起的症状。
冠状病毒通过内吞作用进入细胞后，没有蛋白包裹，正义链RNA的ORF1a和ORF1b翻译产生非结构蛋白，包括螺旋酶和RNA依赖性RNA聚合酶（RdRp）。
蛋白酶分解螺旋酶和RdRp的前体形式，形成成熟的功能分子。
然后形成一个复制-转录复合物，复制更多的RNA基因组。
最重要的药物靶点之一是RdRp。
例如吉列德公司的索非布韦，可抑制丙型肝炎病毒的RNA依赖性RNA聚合酶。
索非布韦是一种嘧啶核苷酸类似物，具有阻断的磷酸基团，使其能够进入受感染的真核细胞，是一种前药，通过细胞酶转化为活性三磷酸形式。
激活后的药物结合在RdRp的活性部位，之后被整合到RNA中，由于在2'位置的修饰，可抑制RNA链的进一步延伸并终止RNA的复制。它作为RNA聚合酶抑制剂可与天然核糖核苷酸竞争。
由于丙型肝炎病毒和冠状病毒使用相似的病毒基因组复制机制，因此，研究组推断，FDA批准用于治疗丙型肝炎的药物EPCLUSA也将抑制冠状病毒，包括2019-nCoV、SARS和MERS病毒。
还有许多其他的RNA聚合酶抑制剂药物可被用作抗病毒药物。
吉列德公司研发的相关嘌呤核苷酸前体药物remdesivir，用于治疗埃博拉病毒感染，虽然不是很成功，但目前正在考虑重新定位，将其用于治疗2019-nCoV。
与索非布韦相比，2’-和3’-羟基都未被修饰，但1’位置的氰基可能起到抑制活性三磷酸形式RdRp的作用。
BioCryst 制药公司开发的相关前药类似物BCX4430，也称为galidesivir，已证明可抑制来自广泛RNA病毒的RNA聚合酶，尤其包括啮齿动物中的丝状病毒（例如埃博拉病毒、马尔堡病毒）和猕猴中的马尔堡病毒。
一旦进入感染细胞，BCX4430被迅速磷酸化，由此产生的核苷三磷酸可终止RNA链。
为了开发广谱抗病毒药物，研究人员探讨了一种设计合成病毒聚合酶抑制剂的新策略，将开发索非布韦的ProTide前药方法与作为DNA序列可逆终止剂构建核苷酸类似物的3’-阻断基团相结合。
研究人员推断：
1）磷酸盐掩蔽基团将允许化合物进入受感染的细胞；
2）3'-OH上的3'-阻断基团，游离的2'-OH，或在2'位置进行修饰，可有望通过病毒聚合酶而非宿主细胞聚合酶结合激活的三磷酸类似物，从而减少任何副作用；
3）一旦结合，便可通过3’-阻断基团阻止RNA进一步延伸，从而抑制病毒复制。
这些修饰的核苷酸类似物本应是有效的聚合酶抑制剂，有望治疗各种病毒性疾病，包括但不限于冠状病毒，如2019-nCoV，以及引起SARS和MERS的病毒。
一旦结合，这种新设计的核苷酸类似物由于包含3'阻断基团，将永久阻止进一步的病毒基因组复制。
这与其他核苷酸类似物的病毒抑制剂形成对比，后者有一个游离3’OH基团，它有可能通过病毒突变实现进一步的聚合酶扩增。
然而在高浓度下，具有游离3’OH基团的核苷酸类似物病毒抑制剂亦可结合宿主聚合酶。
众所周知，由于病毒聚合酶的保真度较低，所有RNA病毒都会发生高频变异，从而产生抗药性。
但病毒聚合酶的混杂特性并不影响这种新设计的核苷酸类似物作为抗病毒药物与之结合。
核苷酸类似物合成策略如下：
从2’-修饰核苷开始，可合成3’-O-封闭的核苷磷酰胺前药。
首先，碱基的5'-OH和外环氨基都将受到保护。
然后，3'-OH将衍生出各种封闭基团，包括甲基、乙基、丙基、烯丙基、丙炔基、甲氧基甲基、甲基硫甲基、叠氮甲基等。
最后，在脱保护后，游离的5'-OH在N-甲基咪唑存在下经新制备的氯磷酰胺试剂处理而衍生出相应的磷酰胺。
或者，从2'-修饰核苷开始，5'-OH可首先衍生为5'-磷酰胺核苷酸，然后3'-OH衍生为3'-O阻断的核苷磷酰胺类似物。
聚焦武汉新型冠状病毒肺炎疫情
https://blog.sciencenet.cn/blog-3423233-1216596.html
上一篇：印度研究人员新冠病毒论文被质疑“扭曲事实” 已撤稿
下一篇：武汉“封城”有效吗？中美英最新研究给了答案
