墨尔本大学、约克大学、华威大学和牛津大学的研究人员揭示了包膜病毒如乙型肝炎、登革热和SARS-CoV-2是如何利用细胞中的蛋白质制造和分配途径,并确定了一个潜在的广谱抗病毒药物靶点,以阻止它们的传播途径。
这些研究结果发表在PNAS杂志上,对开发广谱抗病毒药物的努力至关重要。
墨尔本大学生物21化学学院的Spencer Williams教授表示,这项研究将有助于为治疗包膜病毒感染制定一种新的“宿主导向”方法。
“治疗病毒感染的一种方法是为每种出现的病毒制造一种新药物,但这很慢。另一种吸引人的方法是针对病毒复制所需的人类靶点开发药物。然后同一种药物可以反复用于许多不同的病毒,甚至是尚未出现的病毒,”他说。
这些发现来自Gideon Davies教授及其英国团队的工作,他们澄清了人体酶催化结构域的结构,该酶在蛋白质生产过程中修剪蛋白质上的糖分子,以及Williams教授及其Bio21研究团队开发的一系列抑制剂来阻断该酶。
在人类细胞系中测试时,这些抑制剂显示出减少登革病毒感染的效果。
“包膜病毒往往利用蛋白质生产的‘糖基化’步骤,其中糖分子覆盖新组装的蛋白质,”Williams教授说。
“糖分子为蛋白质提供了正确的三维结构折叠指令,也提供了将蛋白质带到细胞内下一个目的地的传输指令。糖基化由多种合成、修剪、检查和修改这些糖分子的酶促进行。”
我们的身体细胞含有约4200万个蛋白质分子。蛋白质的生产是细胞内一个复杂的、多步骤的过程。与工厂装配线上的产品类似,所有蛋白质都会经过“质量控制”检查点,在被运送到目的地执行其功能之前被检查。
病毒不是有生命的生物,而是编码在核糖核酸(RNA)或脱氧核糖核酸(DNA)中的生物程序。
它们在进入活细胞并劫持蛋白质生产系统时才“活”起来。病毒利用细胞机器复制它们的DNA或RNA(在SARS-CoV2的情况下,是RNA)并产生它们复制所需的蛋白质。
在被感染的细胞中产生的病毒蛋白质经过“糖基化”步骤,然后通过质量控制步骤,其中包括一个叫做“MANEA”的酶的“修剪”。
“修剪是一个至关重要的质量控制步骤,当它没有发生时,客户蛋白质将被标记为降解。MANEA代表着针对包膜病毒开发广谱药物的一个关键靶点,因为抑制剂将会引发其蛋白质的降解,”Davies教授说。
由于病毒利用这种不寻常的合成途径,所以它成为一个很好的潜在药物靶点。
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