高福院士团队在新冠病毒重要靶点N蛋白研究中取得进展

　　目前新冠肺炎（COVID-19）疫情态势依旧严峻，民众强烈期盼特效药或者疫苗能够早日问世。2020年9月11日，高福院士团队在国际权威学术期刊The EMBO Journal上在线发表了题为“Structures of the SARS-CoV-2 nucleocapsid and their perspectives for drug design”（新冠病毒N蛋白结构及药物设计展望）的文章，揭示了新冠病毒N蛋白这一重要检测靶点和药物靶点的结构特征，为特异性靶向N蛋白的免疫快速诊断方法及抑制剂的开发提供了理论依据。 

　　SARS-CoV-2属于冠状病毒科，为不分节段的单股正链RNA病毒。它编码两个大的重叠开放阅读框（ORF1a和ORF1b），4种结构蛋白（S、E、M和N蛋白），以及9种辅助蛋白。其中，N蛋白是病毒粒子的核心成分，它与病毒基因组RNA结合，将RNA包装成核糖核蛋白（RNP）复合体。除了组装外，N蛋白还在病毒mRNA转录和复制中发挥重要作用，并参与免疫调节。有研究报道N蛋白可以与双链RNA结合而具有RNAi抑制活性，可以对抗宿主RNAi介导的抗病毒反应，同时，N蛋白还可诱导感染后的体液和细胞免疫应答，使其成为早期快速诊断和疫苗研发的关键靶标。 

　　SARS-CoV-2 N蛋白全长419个氨基酸，由N端结构域（NTD）和C端结构域（CTD）以及连接两个结构域及其两侧的三段无规则柔性区（IDR）构成。该文章中，研究人员解析了NTD和CTD蛋白分别为1.8 ？和1.5 ？的高分辨率晶体结构。其中NTD为单体，而CTD形成同源二聚体，NTD和CTD都含有较为保守的结合RNA的正电荷分布区域。与其它感染人的冠状病毒N蛋白结构比较，发现尽管整体结构相似性很高，但仍有其特殊性，如有些区域呈现不同的表面电荷分布规律，推测这些差异可能会影响其与RNA的结合效率。抗原性的差异也为开发特异性的靶向N蛋白的免疫快速诊断方法提供了理论依据。 

      开发针对冠状病毒N蛋白的小分子抑制剂，目前主要有两个策略，一是靶向NTD的RNA结合位点，通过阻断N蛋白与RNA的结合从而抑制病毒组装；二是阻断N蛋白寡聚进而抑制RNP形成，或诱导N蛋白异常聚集从而干扰其正常组装。基于这两种策略，已有报道开发出有效抑制其它感染人冠状病毒如HCoV OC43及MERS-CoV的抗病毒小分子抑制剂，如PJ34和5‐苄氧基芦竹碱（5-benzyloxygramine，P3）。本项研究中，通过比较分析，发现小分子与其N蛋白的相互作用位点在SARS-CoV-2 N蛋白的相应位点也相对保守，暗示小分子可能对SARS-CoV-2依旧有效，表明进一步优化开发广谱性抑制剂前景可期，该研究也为抗新冠病毒药物的设计和优化提供了结构基础。