科學(xué)家解析非洲豬瘟病毒關(guān)鍵酶結(jié)構(gòu)
10月29日,中國科學(xué)院微生物研究所高福團隊在微生物研究期刊mBio 在線發(fā)表了題為Crystal Structure of African Swine Fever Virus dUTPase Reveals a Potential Drug Target 的文章,在非洲豬瘟病毒關(guān)鍵酶結(jié)構(gòu)解析與藥物靶點研究中取得新進展。
非洲豬瘟(ASF)是由非洲豬瘟病毒(ASFV)感染導(dǎo)致的一種具有高度傳染性和致死性的烈性傳染病,其致死率高達100%,目前還沒有有效的疫苗和藥物來阻止病毒的傳播。因此迫切需要研發(fā)有效的預(yù)防和治療ASFV感染的藥物或疫苗。 dUTP焦磷酸酶(dUTPase)是DNA合成中的一種關(guān)鍵酶,廣泛分布于真核、原核細胞以及病毒等生命有機體內(nèi)。該酶能夠水解細胞質(zhì)中的dUTP,從而最大限度地減少尿嘧啶在DNA合成中的錯誤插入,降低細胞中dUTP/dTTP的比例,維持基因組復(fù)制的保真度和順利進行。ASFV也編碼這種酶,稱為E165R。研究人員解析了apo-E165R和E165R-dUMP復(fù)合體的晶體結(jié)構(gòu),為靶向E165R的抗ASFV藥物設(shè)計提供了重要依據(jù)。 通過解析apo-E165R和E165R-dUMP復(fù)合體的晶體結(jié)構(gòu),分析確定了酶活性位點的結(jié)構(gòu),以及與配體dUMP之間的相互作用位點(圖1)。進一步通過比對ASFV-E165R與其它物種的dUTPase的結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)E165R的活性位點與結(jié)核分枝桿菌和惡性瘧原蟲的dUTPase的活性位點高度相似(圖2)。而結(jié)核分枝桿菌和惡性瘧原蟲的dUTPase已被證明能夠作為藥物設(shè)計的靶點,如α,β-imido-dUTP(dUPNPP)已被用來抑制結(jié)核分枝桿菌的dUTPase活性;一些脫氧尿苷三苯基甲烷衍生物也被發(fā)現(xiàn)具有抗瘧活性。因此針對ASFV-E165R活性位點開發(fā)的小分子化學(xué)藥物很可能對ASFV有效。研究結(jié)果為靶向E165R的抗ASFV藥物設(shè)計提供了重要依據(jù)。 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)博士生李長堯為論文的第一作者,高福和微生物所孫業(yè)平為論文共同通訊作者。此外,微生物所研究員齊建勛、施一和博士柴彥以及中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所研究員翁長江、中科院北京生命科學(xué)研究院博士宋豪等也提供了大力支持。該研究得到中科院非洲豬瘟研究應(yīng)急項目、國家自然科學(xué)基金、科技部重點研發(fā)計劃,以及中科院青促會、中國科協(xié)“青年人才托舉工程”等的經(jīng)費支持。 圖1.ASFV E165R與dUMP的復(fù)合物結(jié)構(gòu) 圖2.E165R-dUMP與其它物種dUTPases-產(chǎn)物/抑制劑的結(jié)構(gòu)比較 文章鏈接:https://mbio.asm.org/content/10/5/e02483-19.abstract?etoc |