新闻网讯 由我校药学院李华教授主导、沈阳药科大学无涯创新学院陈丽霞教授等参与的联合攻关小组，对新型冠状病毒（SARS-CoV-2）的S蛋白开展了一系列研究。近日，他们发现人类的弗林蛋白酶(Furin)可能是治疗新冠病毒感染疾病（COVID-19）的新靶点。
S蛋白（Spike glycoprotein）是冠状病毒与宿主受体结合进入细胞的关键蛋白，对冠状病毒的感染性具有决定性作用，它由与宿主受体结合的S1和形成膜融合蛋白质机器的S2两个部分组成。S蛋白被酶切掉S1是暴露S2导致膜融合从而使病毒感染人体细胞的必要条件，同时S1/S2位点的酶切能够提高病毒S1部分的灵活性，促进它和人类受体适配，提高亲和力。目前已经确定S蛋白的受体是人类ACE2酶，根据最新解析的新冠病毒S蛋白受体结构域和ACE2的复合物晶体结构、以及之前的SARS病毒S蛋白受体结构域和ACE2的复合物晶体结构，研究组进行蛋白质－蛋白质对接的结合自由能计算，发现新冠病毒和人类受体相应的结合能是-50.13 Kcal/mol, 比SARS病毒的-49.22 Kcal/mol稍低，说明其亲和力比SARS稍高，这不足以解释目前新冠病毒超强的传染能力。另外按照已经报道的两个病毒蛋白和人类ACE2受体亲和力Kd值计算得出的能量看，新冠病毒比SARS病毒低1.2倍，这和蛋白质结合自由能计算结果基本符合。
SARS冠状病毒和新冠病毒侵入人体细胞的示意图
研究团队通过比较分析新冠病毒及其近亲病毒在内的1000个冠状病毒的S蛋白序列，发现和SARS冠状病毒、bat-CoV-RaTG13等新冠病毒的近亲相比，其S蛋白在S1/S2的酶切位点多出了PRRA四个氨基酸的插入，从而形成能被人类弗林蛋白酶识别的“RRAR”序列。弗林蛋白质是切割某些冠状病毒和流感病毒S蛋白的常见酶，在各种组织和细胞中广泛分布，不仅在病毒感染的宿主表面可以发挥酶切效果，在病毒合成和成熟过程中都能发挥切割作用，能够显著提高病毒的感染性。研究组发现，在所有和新冠病毒S蛋白同源性高于40%的病毒中，其S蛋白都没有弗林蛋白酶的酶切位点。从进化树看，具有弗林蛋白酶切位点S蛋白的病毒和新冠病毒的关系都很疏远。从目前能够找到的序列来分析，暂时无法推测该序列如何进化而来，还需要发现更多新的中间宿主病毒序列。
人类弗林蛋白酶识别结合新冠病毒S蛋白的酶切位点
本研究提示新冠病毒S蛋白中弗林蛋白酶切位点的插入，可能是其强大传染能力的一个重要关键因素，而人类弗林蛋白酶则可能是抗新冠病毒治疗的新靶点，开发弗林蛋白酶抑制剂则可能对于防治新冠病毒疾病具有重要意义。研究小组还进一步针对弗林蛋白酶进行了计算机虚拟筛选，发现一些已上市药物包括磷酸氟达拉滨、伊立替康、洛美沙星、苏拉明、伊马替尼、羟芪巴脒等，天然产物包括来源于茶叶的ECCG、一些有抗病毒作用的类黄酮、穿心莲内酯及其衍生物等对于弗林蛋白酶预测有很高亲和力，值得进一步研究它们对于抗新冠病毒的作用。
潜在的弗林蛋白酶抑制剂结合于酶的活性中心
我校药学院博士生吴灿荣、沈阳药科大学无涯创新学院理科基地班直博生杨月影为文章共同第一作者，药学院博士后郑梦竹、陈丽霞教授和李华教授为文章共同通讯作者，另外团队的多位博士生和硕士生参与了这项工作。
