靶向SARS-CoV-2 RNA依赖性RNA聚合酶的香豆素衍生物BPR2-D2:基于细胞和酶学研究的抗病毒新策略

【字体: 时间:2025年06月21日 来源:Biomedicine & Pharmacotherapy 6.9

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  为解决SARS-CoV-2快速变异导致的药物有效性不足问题,研究人员通过高通量筛选发现香豆素衍生物BPR2-D2可靶向抑制病毒RdRp(RNA依赖性RNA聚合酶)。研究结合分子对接、动力学模拟及酶学实验证实,BPR2-D2对多种变异株具有纳摩尔级抑制活性(EC50=6.7±5.6 nM),且与瑞德西韦(remdesivir)联用呈现协同效应(协同指数23.96)。该研究为开发广谱抗冠状病毒药物提供了新思路。

  

新冠病毒(SARS-CoV-2)的持续变异对全球公共卫生构成严峻挑战,现有抗病毒药物面临疗效下降、耐药性及副作用等问题。尤其值得关注的是,瑞德西韦(remdesivir)等核苷类似物易受病毒校对酶nsp14的修正作用影响,而莫努匹韦(molnupiravir)的基因毒性风险也引发争议。在此背景下,开发靶向保守病毒蛋白且具有多重作用机制的新型抑制剂成为研究热点。

台湾长庚大学新兴病毒感染研究中心的研究团队通过筛选20,000种化合物库,发现抗流感病毒先导化合物BPR2-D2——一种具有苯并呋喃香豆素骨架的小分子,可高效抑制SARS-CoV-2复制。研究采用分子对接(AutoDock Vina 1.2)预测其与RdRp的结合模式,结合分子动力学(GROMACS 2019.6)模拟结合稳定性,并通过细胞模型(Vero E6/Calu-3)和酶学实验(体外RdRp活性检测)验证其作用机制。

3.1 抗病毒活性鉴定
通过细胞病变效应(CPE)抑制实验发现,BPR2-D2对SARS-CoV-2原型株及Alpha、Beta等变异株的EC50为6.7±5.6 nM,选择性指数(SI)>2985,较瑞德西韦(EC50=3.28±1.78 μM)强500倍。时间进程实验显示,该化合物在病毒吸附、进入及复制阶段均能抑制病毒RNA和蛋白(S/NP)合成。

3.2 免疫调节作用
在人肺泡上皮细胞Calu-3中,BPR2-D2(1 μM)可下调SARS-CoV-2诱导的CXCL-10、TNF-α等促炎因子表达,证实其兼具抗病毒与免疫调节双重功能。

3.4 分子机制解析
计算模拟揭示BPR2-D2与RdRp催化中心Arg555形成π-阳离子相互作用,线性相互作用能(LIE)计算显示其结合自由能(ΔGLIE=-12.70±0.17 kcal/mol)优于瑞德西韦(-11.42±0.29 kcal/mol)。双配体系统结合能达-18.62±0.45 kcal/mol,预示协同潜力。

3.5 酶学验证
体外重组RdRp复合物(nsp7L8:nsp8:nsp12=3:3:1)实验证实,BPR2-D2直接抑制聚合酶活性(IC50=4.6±0.8 μM),而联合瑞德西韦三磷酸可使抑制效率提升3倍。

3.6 协同效应
采用SynergyFinder软件分析显示,BPR2-D2(16 nM)与瑞德西韦(4 μM)联用可协同减少病毒RNA合成(协同评分23.96),与计算预测一致。

这项研究首次阐明香豆素衍生物通过靶向RdRp抑制SARS-CoV-2的分子机制,其"一药多靶"特性(同时作用于PI3K/Akt通路)为应对病毒变异提供了新策略。研究成果发表于《Biomedicine》,为开发具有协同效应的抗冠状病毒组合疗法奠定了理论基础。尤其值得注意的是,BPR2-D2作为非核苷类抑制剂(NNI)可规避病毒校对机制,弥补现有核苷类药物(NI)的局限性,具有重要的临床转化价值。

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