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新型冠状病毒重要药物靶标结构生物学及药物抑制机制研究

2021-04-12高海龙王镐锋赵耀高岩王权

自然杂志 2021年5期
关键词:结构

高海龙,王镐锋,赵耀,高岩,王权

①上海科技大学 免疫化学研究所,上海 201210;②上海科技大学 生命科学与技术学院,上海 201210

新型冠状病毒肺炎疫情由新型冠状病毒SARS-CoV-2引起,而SARS-CoV-2属于套式病毒目(Nidovirales)冠状病毒科(Coronaviridae)[1],是一类宿主范围广泛的单股正链RNA病毒。目前,已经鉴定出7种感染人的冠状病毒,而新型冠状病毒SARS-CoV-2与2003年间流行的SARS冠状病毒在基因组序列上的相似性最高;同时,两种病毒使用相同的宿主细胞表面受体(血管紧张素转换酶2,ACE2)进入细胞,引起呼吸道症状,可能发展为严重肺炎并引起患者死亡[2]。此外,与SARS冠状病毒相比,SARS-CoV-2具有更低的致死率,大多数感染者症状轻微,并且还有许多无症状感染病例出现。这些特性使得SARSCoV-2具有更高的传播率,人际传播更为迅速,从而引起大流行。

新冠病毒的复制增殖由其基因组中的开放阅读框1a (ORF1a)和开放阅读框1ab (ORF1ab)编码的多种非结构蛋白(nsps)负责,这些蛋白最初翻译为多蛋白,然后进行蛋白酶切割以及成熟。其中,主蛋白酶(Main protease,Mpro)切割产生非结构蛋白nsp4~nsp16,促使各种非结构蛋白的水解成熟。切割后蛋白质根据功能特点,分别行使病毒增殖过程中相应功能,转录复制相关蛋白会自组装成转录复制复合体(replication and transcription complex,RTC),催化病毒基因组的转录与复制过程。其中,非结构蛋白12 (nsp12)是具有RNA依赖的RNA聚合酶(RdRP)活性的核心催化亚基。单独nsp12的聚合酶反应效率很低,而辅因子nsp7、nsp8的存在会明显促进nsp12的聚合酶活性[3]。因此,研究人员将nsp12-nsp7-nsp8复合体定义为催化冠状病毒RNA合成的最小核心单元。……

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