开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)
研究背景
2019年12月,一种新型冠状病毒(SARS-CoV-2)的突然出现,导致了全球性的病毒性肺炎疫情。冠状病毒是一种正链单链的 RNA病毒,存在囊膜包被,因其外形如皇冠而得名,具有感染禽类和多种哺乳动物的能力,其中也包括人类[1]。目前治疗COVID-19暂无特效药,临床仍以支持疗法为主,针对性的抗病毒药物急需发展。经报道,共约29 903个碱基组成了SARS-CoV-2的基因组,编码约9 860个氨基酸。此外,SARS-CoV-2与其他冠状病毒相比较,基因组序列与SARS-CoV有约80%相似度,与MERS-CoV有约为50%相似度[2],为抗SARS-CoV与MERS-CoV所进行的相关研究经验,可以对抗SARS-CoV-2产生很大帮助。
1.3CL蛋白酶(3C-like protease, 3CLpro )
3CL蛋白酶是冠状病毒病毒复制繁殖的关键酶。SARS-CoV-2的复制酶是非结构蛋白,编码组成两种多聚蛋白pp1a和pp1ab。这些多聚蛋白被会病毒自身编码的两种蛋白酶3CLpro(3C样蛋白酶或主蛋白酶)和plpro(木瓜蛋白酶样蛋白酶)切割和转化[3]。这两种蛋白质对病毒复制和控制宿主细胞反应至关重要。其中3CL蛋白酶负责水解病毒多聚蛋白C端的大多数位点, 在多聚蛋白的成熟过程中发挥主要作用。因此,抑制3CLpro的作用可有效地阻断病毒RNA的复制和转录,进而阻断病毒的增殖。经对比,SARS-CoV-2的3CL蛋白酶序列,与SARS-CoV和MERS-CoV的3CL蛋白酶序列同源性分别约为96%和50%[4],具有高度相似性。并且3CLpro的底物特异性在不同的冠状病毒中高度保守,这些发现表明3CL蛋白酶可以作为开发抑制增殖的抗冠状病毒药物的同源靶点[5]。
2. SARS-CoV-2 3CL蛋白酶抑制剂研究进展
由SARS-CoV-2引起的疫情暴发以来,研发有效的抗病毒药物一直是各国科学家的目标。目前报道的针对SARS-CoV-2 3CL蛋白酶的抑制剂主要是在前期开发的3CL蛋白酶抑制剂的基础上优化而来或是老药新用。从结构上3CL抑制剂可分为类肽类和非拟肽类。
2.1 肽类3CL蛋白酶抑制剂,
Liu Hong和他的团队[6]在前期工作基础上, 基于SARS-CoV-2 3CL蛋白酶的三维结构, 设计并合成了两个肽醛类抑制剂化合物1a和1b是针对SARS-CoV-2 3CLpro的新型抑制剂,其IC50值分别为0.053 mM与0.040 mM,已证明它们对SARS-CoV-2 3CLpro具有良好的抑制活性。此外,体外抗病毒活性试验表明,这两种化合物都具有很强的抗SARS-CoV-2作用,EC50值分别为0.53 mM和0.72 mM,1a和1b都具有良好的体内药动学特性和安全性,其中之一已在美国进入一期临床试验。
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