[發明專利]腸道病毒71型2A蛋白酶的晶體結構及其在藥物設計中的應用

有效

• 申請號: 201310033249.8
• 申請日: 2013-01-28
• 公開（公告）號: CN103088007A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 林天偉;黎健;蔡期湑;李寧;柳立婕
• 申請（專利權）人: 廈門大學;上海藥明康德新藥開發有限公司
• 主分類號: C12N9/50
• 分類號: C12N9/50;G06F19/16;C07F9/40;C07F9/572;C07D401/14;C12R1/93
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明涉及一種蛋白酶的晶體結構，尤其是涉及一種腸道病毒71型2A蛋白酶的晶體結構及其在藥物設計中的應用。

背景技術

腸道病毒71型屬于小RNA病毒科，是最常見的手足口病致病源之一。此外，它還會引起孢疹性咽炎、無菌性腦膜炎、腦炎和脊髓灰質炎樣的麻痹性疾病等多種與神經系統相關的疾病，可伴有嚴重的中樞神經系統并發癥或神經炎性肺水腫。

手足口病具有流行強度大、傳染性強、傳播途徑復雜等特點，迄今尚無特效的抗腸道病毒71型的藥物。

腸道病毒71型的基因編碼一種病毒特異的2A蛋白酶，該蛋白酶在病毒的復制和生命周期中發揮重要作用。它可以將病毒編碼的多聚蛋白前體加工為成熟的功能性蛋白亞基；能夠通過切割宿主蛋白合成中所需的延伸因子eIF4GI/II來阻礙宿主的蛋白合成，提高病毒蛋白的表達（[3]Gradi?A,Svitkin?YV,Imataka?H,Sonenberg?N(1998)Proteolysis?of?human?eukaryotic?translation?initiation?factor?eIF4GII,but?not?eIF4GI,coincides?with?the?shutoff?of?host?protein?synthesis?after?poliovirus?infection.Proc?Natl?Acad?Sci?U?S?A95:11089-11094；[4]Lloyd?RE,Grubman?MJ,Ehrenfeld?E(1988)Relationship?of?p220cleavage?during?picornavirus?infection?to?2A?proteinase?sequencing.J?Virol62:4216-4223.）；能夠干擾宿主細胞的核轉運過程（[5]Gustin?KE,Sarnow?P(2001)Effects?of?poliovirus?infection?on?nucleo-cytoplasmic?trafficking?and?nuclear?pore?complex?composition.EMBO?J20:240-249；[6]Gustin?KE,Sarnow?P(2002)Inhibition?of?nuclear?import?and?alteration?of?nuclear?pore?complex?composition?by?rhinovirus.J?Virol76:8787-8796；[7]Park?N,Katikaneni?P,Skern?T,Gustin?KE(2008)Differential?targeting?of?nuclear?pore?complex?proteins?in?poliovirus-infected?cells.J?Virol82:1647-1655.）并且阻礙剪切與轉錄機制的發生（[8]Almstead?LL,Sarnow?P(2007)Inhibition?of?U?snRNP?assembly?by?a?virus-encoded?proteinase.Genes?Dev21:1086-1097.）。因此，以2A蛋白酶為治療靶點尋找抑制劑分子進行藥物設計，是攻克手足口病的關鍵入手點之一。

發明內容

本發明的第一目的是提供一種腸道病毒71型的2A蛋白酶的晶體結構。

本發明的第二目的是提供一種腸道病毒71型2A蛋白酶的底物結合凹槽。

本發明的第三目的是提供一種腸道病毒71型2A蛋白酶的底物結合凹槽在藥物分子設計中的應用，為以此結合凹槽為靶點的小分子抑制劑的設計提供了結構基礎。

本發明的第四目的是提供能夠與所述腸道病毒71型2A蛋白酶的底物結合凹槽相互作用的小分子化合物，以及二者相互作用所形成的復合物結構，為特異性抑制腸道病毒71型2A蛋白酶的小分子化合物的設計提供了骨架模板及研究方向。

所述腸道病毒71型的2A蛋白酶的晶體結構由氮端結構域和碳端結構域構成；所述氮端結構域具有4個反平行的β-折疊片（β-sheet），碳端結構域具有6個反平行的β-折疊桶（β-barrel）和1個緊密結合的鋅離子；

所述腸道病毒71型2A蛋白酶為（a）或（b）中的蛋白質：

（a）有以下氨基酸序列的蛋白質：

GKFGQQSGAIYVGNFRVVNRHLATHNDWANLVWEDSSRDLLVSSTTAQGCDTIARCN