靶向二氢乳清酸脱氢酶(DHODH)的炔烃支架抑制剂:抗SARS-CoV-2新型宿主导向疗法的突破性发现

【字体: 时间:2025年06月22日 来源:European Journal of Medicinal Chemistry 6.0

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  为解决病原体对抗感染疗法产生耐药性的挑战,研究人员聚焦宿主靶向治疗策略,通过筛选片段化合物库发现新型1,2-二芳基乙炔支架可有效抑制人源二氢乳清酸脱氢酶(HsDHODH)。最优化合物3e对HsDHODH抑制活性达IC50 1.50±0.02μM,在Calu-3细胞中抗SARS-CoV-2的EC50为1.7±0.5μM且细胞毒性低,为开发抗病毒药物提供了新思路。

  

随着新冠病毒变异株不断出现,传统抗病毒药物面临严峻的耐药性挑战。病毒复制高度依赖宿主细胞的核苷酸合成通路,这使靶向宿主因子成为突破耐药瓶颈的新策略。二氢乳清酸脱氢酶(DHODH)作为嘧啶合成途径的关键限速酶,其抑制可切断病毒RNA复制所需的核苷酸供应。来自中国的研究团队在《European Journal of Medicinal Chemistry》发表的研究中,通过创新性的片段筛选和结构优化,发现了一类具有抗SARS-CoV-2潜力的新型HsDHODH抑制剂。

研究团队采用片段库筛选、晶体结构解析、计算机辅助药物设计等技术手段,结合体外酶活测试和细胞水平抗病毒实验。从67个片段化合物中锁定1,2-二芳基乙炔核心结构,通过结构优化获得14个衍生物。关键实验使用Calu-3细胞模型评估抗病毒活性,并运用自动化蛋白质结构分析流程解析作用机制。

【Library screening and characterization of the protein-ligand interactions】
初步筛选发现片段3a和3l对HsDHODH具有抑制活性,基于此设计出含炔键的1,2-二芳基乙炔支架。通过系统结构修饰获得先导化合物3e,其酶抑制活性较片段先导提升20倍,晶体结构显示其与酶活性中心的独特相互作用模式。

【3D protein structure analysis】
建立自动化蛋白质结构分析流程,通过UMAP降维和层次聚类揭示抑制剂结合模式。发现3e通过炔键与Leu46形成疏水相互作用,苯环与Phe62产生π-π堆积,这种独特结合方式解释了其高效抑制机制。

【CONCLUSION】
化合物3e展现出双重优势:对HsDHODH的强效抑制(IC50 1.50±0.02μM)和抗SARS-CoV-2活性(EC50 1.7±0.5μM),且选择性指数>50。早期ADME评估显示需优化溶解性,为后续多参数优化指明方向。该研究不仅提供抗SARS-CoV-2候选药物,更验证了宿主核苷酸合成通路作为抗病毒靶点的可行性。

这项研究的重要意义在于:首次揭示炔烃类化合物通过独特作用模式抑制HsDHODH的分子机制;开发出兼具酶抑制和抗病毒活性的先导化合物;为应对病毒耐药性提供了宿主导向治疗新范式。研究者特别指出,该支架可通过进一步结构修饰改善药代动力学特性,具有开发为广谱抗病毒药物的潜力。

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