**： 雅庫都
撰文： Balabala
SARS-CoV-2 是導致 COVID-19 大流行的病原體，攜帶近 30 kb 的 RNA 基因組，編碼四種結構蛋白（刺突蛋白、包膜蛋白、膜蛋白和核衣殼）、兩種重疊的多蛋白（PP1A 和 PP1AB）和幾種輔因子。 這兩種多蛋白被兩種病毒半胱氨酸蛋白酶自動水解成 16 種非結構蛋白 （NSP1-NSP16），即主要蛋白酶（MPro，也稱為 3-胰凝乳蛋白酶樣蛋白酶，3ClPro）和木瓜蛋白酶樣蛋白酶 （PLPRO），這是病毒複製和轉錄所必需的。
抗病毒藥物的主要目的是通過抑制或干擾病毒在上述不同階段的感染或複製過程來阻斷病毒的感染和傳播針對病毒蛋白的直接抗 SARS-CoV-2 藥物也靶向宿主細胞蛋白的間接抗 SARS-CoV-2 藥物
近年來，針對病毒蛋白的直接抗SARS-CoV-2藥物研發層出不窮，從MPRO抑制劑Paxlovid到MPro降解劑HP211206，新型冠狀病毒藥物的研發面臨新的機遇和挑戰。
關於SARS-CoV-2
2019 年冠狀病毒病 （COVID-19） 是由一種名為嚴重急性呼吸系統綜合症冠狀病毒 2 （SARS-CoV-2） 的新型單鏈 RNA 冠狀病毒引起的。 SARS-CoV-2 是一種有包膜的正鏈單鏈 RNA 病毒，類似於嚴重急性呼吸系統綜合症冠狀病毒 1 （SARS-CoV-1） 和中東呼吸系統綜合症冠狀病毒 （MERS-CoV）。
冠狀病毒進入宿主細胞的過程依賴於刺突蛋白與宿主細胞表面的血管緊張素轉換酶2（ACE2）受體的結合，然後通過受體引導的內吞作用進入細胞，釋放病毒基因組，完成病毒聚合酶的轉錄，進行基因組複製和結構蛋白合成， 最後組裝成完整的病毒顆粒，通過胞吐作用釋放到細胞外以完成增殖。基因組進入宿主細胞後，借助宿主細胞機制編碼非結構蛋白，如3C樣胰凝乳蛋白酶（3ClPro）、木瓜蛋白酶-李克蛋白酶（PlPro、NSP3）、解旋酶和RNA依賴性RNA聚合酶聚合酶（RDRP）和結構蛋白，如刺突蛋白和輔助蛋白，用於病毒複製（圖1）。
潛在靶點和**藥物
SARS-CoV-2感染宿主細胞的機制是通過病毒附著、融合、滲透、脫殼、轉錄、翻譯和病毒粒子釋放等一系列過程進行增殖。 因此，根據藥物靶點的不同，抗病毒藥物可分為靶向刺突蛋白、3clpro、plpro和RDRP等病毒蛋白的直接抗SARS-CoV-2藥物，以及靶向ACE2和TMPPSS2宿主細胞蛋白的間接抗SARS-CoV-2藥物。
現階段，針對SARS-CoV-2的口服小分子藥物取得了突破性進展，多種一類藥物進入臨床試驗期。 吉利德的瑞德西韋和輝瑞的paxlovid（圖1）分別是RDRP和3ClPro的首批上市抑制劑。
圖1SARS-CoV-2 生命週期和有效抑制靶點。
mPro：COVID-19的潛在靶標**
MPro是新型冠狀病毒（2019-nCoV，SARS-CoV-2）產生的主要蛋白酶，冠狀病毒的大部分功能蛋白（非結構蛋白）由ORF1AB基因編碼，該基因首先被翻譯成多蛋白酶體（7096AA），然後被MPro切割成病毒複製蛋白RDRP等多種活性蛋白。
此外，這種蛋白質可以切割細胞內蛋白Nemo（NF-B必需調節劑，也稱為IKK），從而抑制干擾素訊號通路的啟用。 因此，拮抗性MPro可以有效抑制病毒感染和複製。 因此，MPro是抗病毒藥物開發的關鍵靶點。 目前，針對SARS-CoV-2 MPro的藥物開發研究主要是通過抑制MPro的活性，從而阻止多蛋白非結構蛋白的形成，並最終抑制SARS-CoV-2的複製。
現在已經上市MPro 抑制劑有輝瑞公司開發的Paxlovid。 Paxlovid 是 MPRO 抑制劑 PF-07321332 和低劑量 riton**ir（利托那韋）的聯合製劑（圖 2）。 PF-07321332旨在阻止新冠病毒的繁殖，而Riton**IR則減緩PF-07321332在體內的分解，使其在體內活躍的時間更長，濃度更高，有助於對抗病毒。
與輝瑞的"代言"此後，MPRO成為抗COVID口服藥物最熱門的靶點，關於MPRO的研究層出不窮，針對MPRO的新型冠狀病毒藥物研發面臨新的機遇和挑戰。
圖2PF-07321332（左）和Riton**IR（右）結構。
靶向蛋白質降解技術
靶向蛋白質降解最近成為替代抑制劑的一種新藥理機制與傳統的占用驅動藥理學相比，它具有潛在的優勢。 蛋白質的靶向降解可以通過開發靶向蛋白質降解嵌合體（PROTAC）分子來實現。 PROTAC（圖3）是一種雙功能分子，一端靶向靶蛋白，另一端募集E3泛素連線酶，導致靶蛋白泛素化並最終通過泛素-蛋白酶途徑降解。 該原理已成功應用於多個靶點，包括激酶（RIPK2、BTK、BCR-ABL、CDK9）和轉錄酶（BRD4、BRD9、TRIM24）以及許多其他蛋白質，並被諾華、艾伯維和吉利德等主要製藥公司廣泛部署為重要的新藥發現策略。
圖3Protac的作用機制。
由於在癌症和抗病毒藥物發現中，靶向特異性和耐藥性面臨相似的挑戰，靶向蛋白質降解可能有利於開發新的抗病毒藥物。 由於其作用機制是事件驅動的，因此蛋白酶體降解在動力學上是不可逆的，允許在低劑量的蛋白酶體分子下降解多個靶分子。 與傳統的小分子抑制劑相比，ProTAC的工作方式已被證明可以提高靶標選擇性、高效率和更低的脫靶效應。
因此，PROTAC分子可能表現出相對於傳統抑制劑的不同性質，因此在靶向多功能病毒靶標方面可能特別有效。 此外，靶向蛋白質降解可能會降解許多“不可成藥”的病毒蛋白或功能未知的病毒蛋白。 因此，靶向蛋白降解技術可能為開發抗SARS-CoV-2病毒藥物提供新的解決方案。
第一台MPro降解劑HP211206
上述小分子可逆抑制MPro功能的可能替代方案是通過泛素蛋白酶體系統的蛋白質降解機制降解和去除MPro。 這可以通過靶向嵌合體的蛋白水解（protacs）來實現，這種策略已被證明可以降解與肝炎和流感等病毒相關的蛋白質。 然而，它尚未用於 SARS-CoV-2 的蛋白質降解。
近日，中港大學醫學院報道了一種新的異雙功能小分子的設計、合成和生物學特性。 研究人員設計並合成了異雙功能分子HP211206作為SARS-CoV-2病毒蛋白的小分子降解劑。 該分子可以有效降解 HEK 293T 細胞中的 SARS-CoV-2 mPro 及其耐藥突變體，從而證明其作為抗 SARS-CoV-2 藥物的潛在價值（圖 4）。 這項研究展示了一種重要蛋白質的化學策略，該蛋白質在 COVID-19 大流行中起著干預作用。
圖4泛素蛋白酶體系統對SARS-CoV-2 mPro的化學誘導HP211206降解
截至目前，新型冠狀病毒肺炎藥物的研發仍在如火如荼地進行中，靶向蛋白降解技術為其帶來了新的挑戰和機遇。 我們有理由相信，未來在SARS-CoV-2靶點上會有更多新的突破。
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