从中药等天然产物混合物备选库中筛选SARS冠状病毒主蛋白酶抑制剂的新方法技术

本发明专利技术提供了从天然产物混合物备选库中筛选ＳＡＲＳ冠状病毒主蛋白酶抑制剂的方法：将ＳＡＲＳ冠状病毒主蛋白酶的晶体与“有抑制活性的样品”接触，获得与ＳＡＲＳ冠状病毒主蛋白酶结合的小分子抑制剂的电子密度；以与ＳＡＲＳ冠状病毒主蛋白酶结合的小分子抑制剂的电子密度为基础，鉴定小分子抑制剂，从而得到ＳＡＲＳ冠状病毒主蛋白酶与小分子抑制剂复合体的精细三维结构。本发明专利技术据此方法筛选得到了ＳＡＲＳ冠状病毒主蛋白酶的小分子抑制剂川藏香茶菜丙素。川藏香茶菜丙素能够有效抑制冠状病毒主蛋白酶活性，可以治疗或者预防ＳＡＲＳ冠状病毒、传染性胃肠炎病毒或者禽传染性支气管炎病毒等冠状病毒感染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及药物的筛选方法，更具体而言，涉及以SARS冠状病毒主蛋白酶的晶体结构为基础，从中药等天然产物混合物备选库中筛选SARS冠状病毒主蛋白酶的抑制剂的新方法及基于此方法发现的SARS冠状病毒主蛋白酶的抑制剂。
技术介绍
SARS(Severe Acute Respiratory Sydrome)为引起严重急性呼吸道综合症(非典型性肺炎)的简称，其病原体为冠状病毒属的一种病毒(Peiris J.et al.Lancet，2003，3611319-1325)。冠状病毒是正链RNA病毒。冠状病毒属隶属于冠状病毒科。在目前已知的正链RNA病毒中，它们的基因组是最大的(Siddell，S.G.等人Coronaviruses，toroviruses，and arteriviruses.in Topley & Wilson′s Microbiology andMicrobia Infections，10th edition，Vol.Virology(eds.Mahy，B.W.J.& ter Meulen，V.)823-856(Hodder Arnold，London，2005)。这个属含有约26个种；按照它们的自然宿主、基因序列以及血清型关系，这个属又可以被分为三个组群(group)其中第一组群有TGEV，Porcine Transmissible Gastroenteritis Virus(猪传染性胃肠炎病毒)等；第二组群有SARS冠状病毒等；第三组群有AIBV，Avian InfectiousBronchitis Virus(禽传染性支气管炎病毒)等(Spaan，W.J.M.and Cavanagh，D.Coronaviridae.in Virus taxonomy，VIIIth Report of the ICTV.945-62(Elsevier-Academic Press.，London，2004)。SARS冠状病毒2/3到3/4的基因组编码了两个复制酶多蛋白(replicasepolyproteins)pp1a和pp1ab(Ziebuhr，Snijder et al.2000；Thiel，Herold et al.2001；Anand，Yang et al.2005；Ziebuhr 2005)，它们只有在病毒编码的蛋白酶切割成独立亚基之后才能使病毒完成正常转录、复制功能(Ziebuhr，Snijder et al.2000；Anand，Yang et al.2005；Bartlam，Yang et al.2005)。SARS冠状病毒主要蛋白酶(mainprotease，简称主蛋白酶)在这个过程中起主要作用。如果能够抑制SARS冠状病毒主蛋白酶的水解作用，那么将会有效地抵御SARS冠状病毒对人体的侵染。因此，SARS冠状病毒的主蛋白酶是抗SARS药物筛选的一个主要靶标。天然产物又称次级代谢产物(Secondary Metabolites)，具有结构的多样性和生物活性的多样性。天然产物及其衍生物在以往的疾病治疗中发挥了无可限量的作用，也是当今药物研发过程中最具潜力的资源之一(Newman DJ，GraggGM，Snader KM.Nat Prod Rep，2000，17(3)215-234；Lee K-H.J NatProd.2004，67(2)273-283)。现在对中药等传统药物、海洋生物以及微生物代谢过程中的天然产物研究方兴未艾，每年都会有大量结构新颖的化合物被发现提供出来，这些新颖化合物是合成方法所无法实现的药物和药物先导化合物的重要源泉，在新药和先导化合物的发现中起着重要作用。对于天然产物尤其是来源于中药等的天然产物的研究是很有必要的，因为中药在我国已有数千年应用的历史，是一个伟大的药物小分子化合物的宝库，因此从中药等天然产物中进行重要病毒或重要疾病相关靶蛋白抑制剂的筛选是很有必要的。陈曙霞的CN1600308A(2005.03.30)中公开了从众多的中药中筛选出唯一一味低毒有效成分——槐果碱单体(sophocarpine，简称SC)，其用于抗SARS病毒是有效果。但是其实质上并不是对中药整体的筛选，而是根据基于SARS病毒与柯萨奇B病毒存在的共同点，而槐果碱单体对于柯萨奇B病毒有治疗效果而推导得出的，其中并没有阐述该单体的作用机理。徐筱杰等的CN1602853A(2005.04.06)中公开了一种抑制SARS冠状病毒感染的中药有效成分及其生物活性测定方法，具体涉及从植物五倍子中分离出的抑制SARS冠状病毒侵染宿主细胞的有效成分，该成分针对的是冠状病毒的关键结构域S2蛋白。黄建平的CN1803168A(2006.07.19)公开了一种治疗严重急性呼吸综合征(SARS)的中药，该中药来源于临床治疗ARDS有效验方，依据上述SARS病因病机及治则加减组方，由大青叶(干品)15-30g，生桅子5-15g，金银花15-30g，炒僵蚕10-15g，玄参10-15g，牡丹皮10-15g，紫丹参15-30g，西洋参5-10g，生甘草15-30g，桑白皮10-30g，葶苈子15-30g，汉防己5-10g，生大黄5-10g(后下)共十三味中药材组成，具有清热平喘，解毒化浊，凉血消斑，活血化瘀，利水祛湿，泻肺通腑，益气养阴之功效，主要用于SARS喘憋期治疗，入汤剂口服，一日两剂，一次煎取药液600毫升，每隔1-2小时喝一次。该文献中并没有对各种中药的作用机理做出任何阐述。目前还没有以SARS冠状病毒主蛋白酶的晶体结构为基础，从中药等天然药物系统(如中药等天然产物混合物备选库)中来筛选SARS冠状病毒主蛋白酶抑制剂的技术。本专利技术提供了一种从来源于中药等天然产物混合物备选样品中筛选靶向与SARS冠状病毒主蛋白酶结合，且结合能力最好的小分子抑制剂的方法，并从原子水平阐释了其对SARS冠状病毒主蛋白酶的抑制机理。
技术实现思路
本专利技术提供了一种从天然产物混合物备选库中筛选SARS冠状病毒主蛋白酶抑制剂的方法，此方法包括步骤A测定天然产物混合物备选库中的备选样品对SARS冠状病毒主蛋白酶的抑制活性，获得对SARS冠状病毒主蛋白酶有抑制活性的样品，这些样品称为“有抑制活性的样品”，将SARS冠状病毒主蛋白酶的晶体与“有抑制活性的样品”接触，得到SARS冠状病毒主蛋白酶与小分子抑制剂复合体的晶体。SARS冠状病毒主蛋白酶的晶体与“有抑制活性的样品”接触时，根据需要，可分别与单一的“有抑制活性的样品”接触，也可与混合的“有抑制活性的样品”接触。在得到SARS冠状病毒主蛋白酶与小分子抑制剂复合体的晶体后，再进行步骤B收集并分析步骤A中得到的复合体的晶体的X射线衍射数据，获得与SARS冠状病毒主蛋白酶结合的小分子抑制剂的电子密度。获得与SARS冠状病毒主蛋白酶结合的小分子抑制剂的电子密度后，再进行步骤C以步骤B中获得的与SARS冠状病毒的主蛋白酶结合的小分子抑制剂的电子密度为基础，鉴定与SARS冠状病毒主蛋白酶结合的小分子抑制剂，获得小分子抑制剂与SARS冠状病毒主蛋白酶复合体的精细三维结构。在步骤C之后，再进行步骤D测定小分子抑制剂对SARS冠状病毒主蛋白酶的抑制活性。本专利技术中用来筛选本文档来自技高网...

【技术保护点】
从天然产物混合物备选库中筛选ＳＡＲＳ冠状病毒主蛋白酶抑制剂的方法，其特征在于包括步骤Ａ：测定天然产物混合物备选库中的备选样品对ＳＡＲＳ冠状病毒主蛋白酶的抑制活性，获得对ＳＡＲＳ冠状病毒主蛋白酶有抑制活性的“有抑制活性的样品”；将ＳＡＲＳ冠状病毒主蛋白酶的晶体与“有抑制活性的样品”接触，得到ＳＡＲＳ冠状病毒主蛋白酶与小分子抑制剂复合体的晶体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：饶子和，孙玉娜，娄智勇，向科辉，
申请(专利权)人：南开大学，清华大学，中国科学院生物物理研究所，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]