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综述:释放订书肽的抗病毒潜力:抗击人类嗜神经病毒感染的新前沿
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月18日 来源:Microbial Biotechnology 5.2
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这篇综述系统探讨了订书肽(stapled peptides)技术如何通过稳定α-螺旋结构增强抗病毒肽(AVPs)的稳定性、生物利用度和细胞渗透性,从而有效靶向HSV、HIV、SARS-CoV-2等嗜神经病毒的进入和融合机制。文章详细介绍了烃类(hydrocarbon)、内酰胺(lactam)、二硫键(disulfide)等多种肽订书策略,及其在抑制病毒生命周期关键环节(如病毒附着、膜融合和复制)中的应用前景,为开发新型抗神经病毒疗法提供了重要方向。
嗜神经病毒如单纯疱疹病毒(HSV)、人类免疫缺陷病毒(HIV)、严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)等能够侵入中枢神经系统,引发严重神经系统疾病甚至死亡。当前抗病毒策略如小分子药物和单克隆抗体存在耐药性、窄谱活性及副作用等局限,而抗病毒肽(AVPs)虽具有高特异性和低毒性,却面临稳定性差、生物利用度低和细胞穿透不足的挑战。肽订书技术通过共价交联稳定肽的α-螺旋构象,显著提升其蛋白酶抗性、细胞渗透性和靶标结合亲和力,为抗病毒治疗开辟了新途径。
订书肽技术由Verdine团队首创,通过在肽序列中引入非天然氨基酸(如烯烃类氨基酸),利用环闭合复分解反应(RCM)在i, i+4或i, i+7位置形成烃类“订书钉”,锁定α-螺旋结构。这种修饰不仅增强肽的螺旋度(可达90%),还大幅提升其抗酶解能力和细胞膜穿透性。除烃类订书外,内酰胺桥(如Lys-Asp交联)、二硫键桥接(Cys-Cys)及点击化学驱动的三唑环连接等方法也广泛应用,各具特色:内酰胺订书合成简便、稳定性高;二硫键可逆且适用于细胞内递送;三唑订书则具有优异的生物相容性和特异性。
单订书肽(如i, i+4交联)主要稳定α-螺旋,改善蛋白酶抗性和细胞渗透性;而双订书肽(如i, i+4和i+7, i+11双交联)能同时稳定α-螺旋和β-折叠结构,显著增强结合亲和力、口服生物利用度和细胞内靶向能力。但双订书肽设计更复杂,需计算模拟避免干扰关键结合界面。研究表明,双订书肽在靶向“不可成药”蛋白相互作用(PPI)方面更具优势。
除经典α-螺旋订书外,β-折叠/β-发夹订书(如4-巯基脯氨酸交联)、交叉缝合订书(多交联约束)及环/转角订书(如半胱氨酸烷基化)等技术拓展了肽结构的稳定范围。这些策略通过增强刚性、抗降解能力和功能多样性,使订书肽能精准模拟天然蛋白识别模体,适用于更广泛的治疗场景。
订书肽如NYAD-1(靶向HIV-1衣壳蛋白)和SAH-MPER(模拟gp41膜近端外部区)通过抑制衣壳组装或病毒融合,展现低微摩尔级抗病毒活性。双订书肽RQ-01靶向SARS-CoV-2和HIV的六螺旋束(6-HB)融合机制,经鼻给药在仓鼠模型中显着降低病毒载量,兼具预防和治疗潜力。
基于HSV-1聚合酶C末段的烃类订书肽,通过抑制DNA合成过程因子,有效阻断病毒复制。优化后的肽(N端疏水Val替换)在人类原代角膜上皮细胞中选择性抑制HSV-1,为眼部疱疹性角膜炎的局部治疗提供候选。
订书脂肽RQ-01靶向保守的6-HB融合机制,对多种SARS-CoV-2变体具纳摩尔级抑制活性,且溶解度与合成效率俱佳。内酰胺订书肽功能化生物传感器实现40 TCID50/mL的检测灵敏度,为快速诊断提供新工具。
双订书肽4(靶向RSV F蛋白HR2域)破坏六螺旋束形成,经鼻给药抑制小鼠呼吸道合胞病毒感染。化学订书约束无序C端肽成螺旋构象,降低结合熵罚,增强与核蛋白(N-protein)互作亲和力。
胆固醇偶联订书肽EBOV-7(靶向GP2 HR2域)通过抑制膜融合,在小鼠模型中成功抵御致死性埃博拉感染,展示跨物种抗丝状病毒潜力。
订书肽的临床转化仍面临合成成本高、规模化生产难、潜在免疫原性及口服生物利用度低等挑战。未来需优化订书策略降低成本、开发口服递送系统,并探索与现有抗病毒药或先进递送技术联用。此外,加强体内药代动力学、毒理学及长期安全性评估至关重要。订书肽技术不仅有望革新抗病毒治疗,更为癌症、自身免疫病等领域提供新思路。
肽订书技术通过强化抗病毒肽的稳定性、效力和递送效率,为对抗神经病毒提供了强大工具。尽管设计合成仍具挑战,但其在靶向病毒进入、融合及复制关键环节的卓越性能,预示着下一代抗病毒疗法的广阔前景。持续创新与优化将推动订书肽从实验室迈向临床,应对新兴病毒威胁。
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