由于新病例的迅速增加,2019年冠状病毒病(COVID-19)很快引起了全球关注,病原体被鉴定为SARS-CoV-2。截至2020年4月10日,全球确诊病例累计超过160万例,死亡9.6万余例。这些数字每天都会更新,而且预计还会进一步增加。SARS-CoV-2的复制需要依赖病毒RNA的RNA聚合酶(RdRp),这是抗病毒药物Remdesivir的直接靶标。 当前,尚无可用于预防或治疗COVID-19感染的疫苗或药物,并且大多数感染患者都接受了支持治疗。
2020年4月9日,中科院上海药物所徐华强,许叶春,浙江大学张岩及清华大学张抒扬共同通讯在预印版平台bioRxiv 在线发表未经同行评审的题为“Structural Basis for the Inhibition of the RNA-Dependent RNA Polymerase from SARS-CoV-2 by Remdesivir”的研究论文,该研究确定了SARS-CoV-2 RdRp复合物的自然形式或与模板引物RNA和抗病毒药物Remdesivir的两个冷冻EM结构。
复合物的结构表明,部分双链RNA模板插入了RdRp的中央通道,在其中Remdesivir被掺入到第一个复制的碱基对中并终止了链的延长。 该结构为病毒RNA复制的工作机制提供了重要的见识,并为对抗病毒感染的药物设计提供了合理的模板。
由于新病例的迅速增加,2019年冠状病毒病(COVID-19)很快引起了全球关注。新型冠状病毒感染被认为是从动物传播的,病原体被鉴定为SARS-CoV-2。到2020年1月,怀疑最初受感染的患者是通过人与人之间的传播感染了该病毒。自2020年1月以来,该病毒已迅速传播到中国大部分地区和其他国家。截至2020年4月10日,全球确诊病例累计超过160万例,死亡9.6万余例。这些数字每天都会更新,而且预计还会进一步增加。
SARS-CoV-2是一种正链RNA病毒,其复制由病毒非结构蛋白(nsp)的多亚基复制/转录复合体介导。该复合物的核心成分是RNA依赖性RNA聚合酶(RdRp)的催化亚基(nsp12)。 nsp12本身几乎没有活性,其功能需要包括nsp7和nsp8在内的辅助因子,这会增加RdRp在模板结合和合成能力方面的活性。
还建议将RdRp用作抗病毒药物核苷酸类别的靶标,包括Remdesivir,后者是一种前药,可在细胞内以三磷酸形式(RTP)转化为活性药物。因此,RdRp一直是结构生物学深入研究的主题。已经确定了nsp7,nsp8的结构以及nsp12-nsp7-nsp8的复合体,提供了RdRp复合体组件的整体架构。
但是,尚未解决SARS-CoV-2 RdRp与RNA模板或核苷酸抑制剂复合的结构,这在我们对RdRp的工作机制的理解上形成了知识鸿沟,并且阻碍了针对这种病毒感染的药物研发工作。为了填补上述知识空白,该研究确定了SARS-CoV-2 RdRp复合物的自然形式或与模板引物RNA和抗病毒药物Remdesivir的两个冷冻EM结构。
复合物的结构表明,部分双链RNA模板插入了RdRp的中央通道,在其中Remdesivir被掺入到第一个复制的碱基对中并终止了链的延长。该结构为病毒RNA复制的工作机制提供了重要的见识,并为对抗病毒感染的药物设计提供了合理的模板。
参考消息:
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.04.08.032763v1