物理科技生物学-PHYICA

研究人新田朋子员创造了镜像肽,可以中和新型冠状病毒

化学 2022-08-14 00:02:14

作者:多伦多大学Jovana Drinjakovic 左边是由天然氨基酸制成的左旋肽,右边是它们的合成镜像对应物

信用:佩德罗·瓦连特 多伦多大学的研究人员已经创造出能够中和新型冠状病毒及其几个变种的化合物

在最近发表在《药物化学杂志》上的一篇论文中,研究人员报道了D肽的产生,它可以中和病毒并阻止培养的人类细胞感染

这种化合物被称为镜像肽,其化学性质使其适合开发低成本的抗病毒疗法

“镜像肽的一大优势是它们的长期稳定性,而且它们的生产相对便宜,”菲利普·金说,他是这项研究的资深作者,也是T . T . Temerty医学院唐纳利细胞和生物分子研究中心的分子遗传学和计算机科学教授

“你可以想象它们被制成鼻喷雾剂,用于预防感染

" 肽类似于蛋白质,因为它们由相同的氨基酸组成

但是它们比蛋白质分子小

它们可以被设计成结合几乎任何分子靶标,并且比小分子药物具有更高的特异性,从而降低副作用的风险

通过这种方式,肽与抗体相似,但由于体积小,生产成本至少低100倍

低成本和易于规模化生产相结合,使得肽具有吸引力,特别是对低收入国家而言

但是有一个警告

在人体内,肽被酶迅速降解,这些酶进化来消灭细菌和其他病原体产生的有害形式

但是科学已经在抗降解的镜像肽中找到了解决方案

由于尚不清楚的原因,所有天然存在的氨基酸都以左旋构型存在,这由它们旋转的方向来定义

因此,所有的蛋白质和肽也是左旋的,被称为左旋肽

几年前,金的团队开发了一种计算工具,用于设计所谓的几何形状相反的D肽

这些镜像分子是由合成的D-氨基酸制成的,它们以与左手氨基酸相同的方式串联在一起

使用金的设计方法,它们可以被设计成以不减弱的特异性结合相同的靶标

主要区别在于它们不寻常的几何形状使它们能抵抗血液中分解正常左旋肽的酶

在大流行前一年,博士后研究员佩德罗·瓦连特(Pedro Valiente)被吸引加入金的实验室,原因是与D肽合作的前景

当新冠肺炎发动袭击时,他很快意识到他们可以利用他们的工具为新冠肺炎制造抗病毒药物

到2020年5月,瓦连特已经创造出了证明是病毒有效抑制剂的化合物,尽管还需要一年时间来验证它们在人体细胞中的作用是否如预期的那样

Valiente设计了几个D肽,模拟病毒尖峰区域,与细胞表面的ACE2受体结合

他推断,在病毒与受体接触之前,这些肽会与受体结合,从而防止感染

这个假设后来被韩国两个高安全性实验室的合作者用培养的人类细胞进行的实验所证实

更重要的是,这些肽对几种变体也同样有效:α、β和γ,它们分别在英国、南非和巴西首次出现后,在过去一年里造成了巨大破坏

金说,虽然研究人员没有调查德尔塔变异体,但其他证据表明,它也会对肽类药物敏感

“当我们专注于在我们做这项工作的时候正在传播的变异体时,基于与其受体结合域的相似性,肽也应该在Delta上起作用,”他说

瓦连特说,在金的实验室工作的经历尤其令人欣慰,因为在第一次封锁期间,当世界大部分地区处于停滞状态时,他能够以创纪录的速度创造出一种潜在的治疗方法

然而,当研究人员发表他们的发现时,已经有了几种治疗方法,包括抗病毒药物、抗体鸡尾酒和疫苗

在这些全球进展的推动下,该团队已将重点从新冠肺炎转移到试图创造针对所有冠状病毒(包括SARS和MERS)的化合物上,试图设计一种通用疗法,以防范未来的大流行

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