刺突蛋白RBD区域是新冠病毒的重要靶标,单克隆抗体与ACE2肽段都可能阻断病毒受体结合,降低感染风险。然而小分子抑制剂相较于多肽、蛋白质,具有更好的生物相容性、溶解性,稳定性较高,生产成本也较低。近日,Biophysical Journal上的一项研究指出了两种潜在的小分子化合物可阻断RBD-ACE2结合及其作用机制。
研究者基于之前实验发现的具有潜在抗病毒活性的化合物,利用分子对接技术发现尼洛替尼、SSAA09E2与ACE2-RBD复合体结合口袋具有最高亲和性,主要通过氢键、非键相互作用、π-π堆积等,尼洛替尼对接得分为-8.34kcal/mol,而SSAA09E2则为-8.04kcal/mol,具有潜在干扰ACE2-RBD结合的能力。
对ACE2-RBD蛋白复合体以及结合药物的三元复合体进行分子动力学模拟,分析蛋白质的稳定性及动态构象。RMSD、RMSF分析表明药物分子并不会明显改变ACE2蛋白的稳定性,但药物可以诱导单个氨基酸残基如Gln380到Asn397区域的明显改变,Arg393是ACE2-RBD的关键结合位点,药物结合导致结合自由能下降,不利于结合。此外,SSAA09E2还导致RBD结构不稳定,C端His519-Gly526区域出现较大波动。
由于氢键在蛋白质-蛋白质相互作用中发挥主要作用,在SSAA09E2存在情况下,蛋白间形成更多氢键,而尼洛替尼则削弱了结构的完整性。SSAA09E2诱导ACE2-RBD复合体His34-Tyr453、Asp38-Tyr449关键残基距离缩短,相反尼洛替尼导致残基距离增加。综上,SSAA09E2使ACE2-RBD相互作用更为紧密,而尼洛替尼干扰ACE2-RBD结合。
利用主成分分析探究ACE2-RBD主要的运动机制,发现SSAA09E2通过影响局部动力学,特别是ACE2界面远端残基和环区,而尼洛替尼则是诱导不同蛋白的大尺度构象改变。
来源:cellpress
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