埃博拉病毒(Ebolavirus,EBOV)導(dǎo)致的致命性感染近年來頻頻爆發(fā),西非的埃博拉疫情造成大量感染者死亡。目前尚無獲得批準(zhǔn)的治療藥物或疫苗來有效的對抗EBOV。自2013年以來,科學(xué)家們通過對大量的小分子化合物和已上市藥物進(jìn)行小鼠體外模型試驗(yàn)和計算機(jī)虛擬篩選,以尋找抗EBOV的化合物。在2013年,Johansen,L.M.等人通過對一系列選擇性雌激素受體調(diào)節(jié)劑進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),包括抗癌藥物托瑞米芬(toremifene),發(fā)現(xiàn)它們有潛在的EBOV病毒抑制作用,但他們并沒有闡明這其中的作用機(jī)制1-4。
最近,牛津大學(xué)的DavidI.Stuart等研究者們以EBOV外膜糖蛋白(GP)為研究對象,發(fā)現(xiàn)托瑞米芬可以結(jié)合GP并降低其穩(wěn)定性,從而阻斷病毒與內(nèi)體膜的融合,起到抗病毒的效果。他們還解析了GP蛋白、GP蛋白與托瑞米芬以及布洛芬(ibuprofen)復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu),闡明了托瑞米芬的可能作用機(jī)制。
EBOV外膜有一個三聚糖蛋白(GP,被furin蛋白剪切成GP1和GP2兩個亞基),單獨(dú)負(fù)責(zé)附著宿主細(xì)胞、內(nèi)核入口和膜的融合。因此,GP是研發(fā)抗病毒藥物的首要靶點(diǎn)。研究人員利用重組EBOV外膜糖蛋白(GP),通過蛋白熱轉(zhuǎn)移方法,測試了9種化合物是否與蛋白直接結(jié)合。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,托瑞米芬劑量為100μM,pH值為5.2時,能將EBOVGP融化溫度(Tm)顯著降低14℃。這和以前報道的抑制劑降低蛋白融化溫度會增加蛋白結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性的研究結(jié)果相反5。相比之下,布洛芬表現(xiàn)為僅有一個很臨界的效果(Tm降低值小于2℃),缺乏潛在的病毒抑制作用。
研究者還首次報道了沒有配體的EBOVGP蛋白以及GP與托瑞米芬以及布洛芬(ibuprofen)復(fù)合物的高分辨晶體結(jié)構(gòu)。令人驚奇的是,托瑞米芬和布洛芬都結(jié)合在亞基GP1和GP2之間的一個空穴處,這個空穴位于一個巨大的隧道入口處,而這個大隧道可與其他類似的隧道連接。藥物與GP1和GP2的相互作用都是以疏水作用為主。在絲狀病毒中,與結(jié)合這些藥物有關(guān)的氨基酸殘基都高度保守,馬爾堡病毒(Marburgvirus,MARV)除外,這說明馬爾堡病毒很可能不會與這些藥物結(jié)合。
這一工作闡明了藥物對病毒的抑制機(jī)制,為研發(fā)更多抗EBOV藥物提供可行的方向。