新冠病毒SARS-CoV-2主卵白酶Mpro认真病毒卵白链的切割，并促进病毒的拼装。因此，Mpro是抗病毒药物研发的时弊靶点。现在对靶向SARS-CoV-2Mpro的药物缔造揣摸，主要蚁合在其底物联结口袋中的S4-S1’位点（举例，辉瑞公司缔造的抗新冠药物PaxlovidTM），而对其S1’-S3’位点的底物联结禁受性以及抗病毒阻扰剂缔造揣摸较少，非常是S1’-S3’位点本人是否不错用于抗病毒阻扰剂缔造还不了了。

图1.靶向S1’-S3’口袋的新式SARS-CoV-2Mpro阻扰剂的缔造

近日，北京大学深圳揣摸生院/省部共建肿瘤化学基因组学国度重心履行室/深圳湾履行室黄昊团队及许正双副西宾，网络深圳市第三东谈主民病院/国度感染性疾病临床医学揣摸中心张国良团队缔造了靶向S1’-S3’位点的新式SARS-CoV-2Mpro共价阻扰剂（图1）。该项揣摸通过合理盘算多肽，愚弄等温滴定量热法(ITC)要领，推敲了SARS-CoV-2Mpro S1’-S3’位点的底物禁受性，其中S1’位点偏好Ala，S2’偏好Lys/Ile，S3’偏好Phe/Trp。作家通过判辨多肽/Mpro的晶体结构揭示其底物禁受性的分子机制（图2）。结构分析标明，S1’-S3’口袋不错禁受性地联结病毒多肽底物，并发现Mpro的S1’-S3’口袋对多肽序列Ala-Ile-Phe （AIF）有较高的亲和力。

图2.SARS-CoV-2Mpro S1’-S3’口袋的底物禁受性及多肽/Mpro卵白晶体结构

接下来，作家以多肽序列Ala-Ile-Phe (AIF)序列当作新阻扰剂的骨架，在Ala的N-终局引入共价商议。通过测试不同的共价商议发现，含α-卤代乙酰胺型共价商议的化合物对SARS-CoV-2 Mpro具有阻扰活性，其中以AIF为骨架，并含溴代乙酰胺共价商议的化合物D-4-38有较好的阻扰活性。随后，作家以D-4-38为基础，推敲了P3’位置的构效联系。作家判辨了Phe（P3’）临位-羟基取代养殖物D-5-96/Mpro的晶体结构，说明了阻扰剂与Mpro联结格式。通过优化，最终赢得了阻扰活性最佳的Phe（P3’）临位和对位-甲基双取代化合物D-4-77（IC50 = 0.95 μM，抗病毒EC50 = 0.49 μM）（图3）。

因为Mpro还对宿主细胞的NF-κB先天免疫有阻扰作用。作家发现D-4-77能通过阻扰Mpro进而收复宿主NF-κB免疫反馈，因此D-4-77除了阻扰Mpro对病毒多肽链的剪切，还是抗拒SARS-CoV-2导致东谈主体先天免疫反馈损害的的免疫保护剂。

图3.SARS-CoV-2Mpro阻扰剂优化及阻扰剂与Mpro联结格式

综上，该项责任推敲了SARS-CoV-2 Mpro S1’-S3’口袋的底物禁受性，并通过合理盘算，缔造靶向S1’-S3’口袋的新式共价阻扰剂。该揣摸诠释了SARS-CoV-2 Mpro的S1’-S3’口袋可成药性，为Mpro阻扰剂缔造提供了新骨架和新政策。

北京大学博士揣摸生刘明、助理揣摸员李吉辉博士、深圳市第三东谈主民病院刘文王人博士（张国良团队）、北京大学博士揣摸生杨颖为该责任共同第一作家。为本文作念出孝敬的还有北京大学张曼曼、朱雯宁，叶宇鑫博士、清华大学卵白质揣摸本事中心周翠燕博士、北京大学翟宏斌西宾。该责任得到国度当然科学基金、深圳市科技名目等基金的放荡撑合手。

论文信息：

The S1’-S3’ Pocket of the SARS-CoV-2 Main Protease Is Critical for Substrate Selectivity and Can Be Targeted with Covalent Inhibitors

Ming Liu,† Jihui Li,† Wenqi Liu,† Ying Yang,† Manman Zhang, Yuxin Ye, Wenning Zhu, Cuiyan Zhou, Hongbin Zhai, Zhengshuang Xu,* Guoliang Zhang,* Hao Huang*

Angewandte Chemie International Edition, DOI: 10.1002/anie.202309657

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202309657