借力打力,愿“毒”服“疏”——利用宿主固有机制的HBV核心蛋白降解剂的创新探索

B站影视 内地电影 2025-03-28 23:55 2

摘要:慢性乙型肝炎(CHB)是由乙肝病毒(HBV)感染引起的严重危害人类生命健康和社会发展的传染性疾病。干扰HBV核心蛋白(HBV core protein,HBC)组装成衣壳有望成为治愈CHB的有效策略,而现有HBV核心蛋白变构调节剂(CpAMs)不同程度地出现了

慢性乙型肝炎(CHB)是由乙肝病毒(HBV)感染引起的严重危害人类生命健康和社会发展的传染性疾病。干扰HBV核心蛋白(HBV core protein,HBC)组装成衣壳有望成为治愈CHB的有效策略,而现有HBV核心蛋白变构调节剂(CpAMs)不同程度地出现了耐药性甚至交叉耐药性,迫切需要开发具有全新机制的化合物。

在自然界中,生物体的运行遵循着精妙的法则。病毒在宿主体内繁衍,依赖宿主的系统来复制自己的蛋白质和核酸,这是它们生存的策略。然而,宿主并非毫无防备,其自身系统中存在着固有的降解机制,用于清除异常或不需要的蛋白质,维持细胞内环境的稳定。那么,是否可以巧妙地利用宿主的这一固有机制,“借力打力”,对HBV核心蛋白进行降解,以克服由结合位点氨基酸残基突变引起的耐药性呢?正是基于这样的设想,山东大学及中国医学科学院的研究者在抗HBV药物领域率先开展了创新性的探索。

众所周知,蛋白水解靶向嵌合体(PROTAC)是最经典的蛋白降解策略,但该技术存在依赖特定E3连接酶、分子量大、细胞通透性差和代谢不稳定等缺点,亟需将新型的蛋白降解策略应用于抗病毒药物研发领域。疏水标签是一种不依赖特定E3连接酶的蛋白降解策略,它由一个小分子靶蛋白配体、一个高度疏水性的片段及连接链组成。配体部分与靶标结合后,疏水片段能模拟蛋白质的错误折叠,触发细胞内的蛋白降解途径,引发蛋白降解。

基于该策略,山东大学药学院展鹏教授联合中国医学科学院医药生物技术研究所李玉环研究员、吴硕副研究员合作通过新型靶向蛋白降解途径--疏水标签技术首次成功实现了对HBV核心蛋白的降解。通过分析先导化合物NVR 3-778与HBC的复合物结构生物学信息,确定结合模式、药效团特征及疏水“标签”连接链的缀合位点。进而通过改变连接链的长度和刚性,探索了不同化合物对HBV的抑制活性和HBC的降解能力。通过一系列体外实验及构效关系研究,确定了最优的连接链设计及优选分子。其中,代表化合物HyT-S7表现出良好的抗病毒活性(EC50 = 0.46 µmol/L,HepAD38细胞),并可通过自噬-溶酶体途径以浓度依赖性(DC50 = 3.02 µmol/L)和时间依赖性的方式降解HBC。抗耐药性实验表明HyT-S7对11种突变型HBC(P25A、P25G、D29L、D29W、T33N、I105F、I105W、I105Y、T109A、V124W和V124F)依然保持良好的降解效果,尤其是对于I类和II类CpAMs均严重耐药的突变株P25G和T33N具有显著的降解活性。细胞热迁移实验(CETSA)和表面等离子共振技术(SPR)同时证明了HyT-S7可与HBC直接结合,分子动力学模拟结果进一步阐明了HyT-S7与HBC的相互作用模式并从结合的角度解释了其发挥降解活性的原因。疏水标签虽然已被用于降解多种内源性蛋白靶标,但是鲜有用于降解病毒的多功能蛋白,应用前景广阔。该研究首次实现了疏水标签策略在抗HBV领域的概念验证,为解决其它类抗病毒药物的耐药性问题提供了重要借鉴。

该研究近期发表在“中国科技期刊卓越行动计划”入选期刊《Acta Pharmaceutica Sinica B》(中科院一区TOP,影响因子:14.7)。该研究工作得到了科技部重点研发计划项目、山东省杰出青年科学基金项目、药物创新重大专项项目、CAMS医学创新基金项目和国家自然科学基金项目的支持。山东大学展鹏教授、中国医学科学院李玉环研究员和吴硕副研究员为该论文的共同通讯作者,山东大学博士后徐淑静和中国医学科学院博士研究生王娅为共同第一作者。

论文链接:

本期编辑:Chem LT

来源:科学謎

相关推荐