基于NP蛋白与M1蛋白互作区域筛选抗流感病毒药物的新型靶点研究

Influenza virus is extremely easy to variation, approval of anti-flu drug acts only on two targets right now, neuraminidase and M2 ion channel, but resistance is becoming more and more serious. Therefore, it is urgent to explore new drug targets for anti influenza virus. M1, NP protein is highly conserved, and the interaction regions is more conservative, because of more function, NP protein has become the new target of broad-spectrum. In our previous work, the interaction area of NP and M1 protein was screened, the 348-498 amino acids of NP protein, although it has not been reported, but the interaction of PB2 and PB1 proteins has been confirmed. Therefore, this study intends to refine the interaction area, and explore the key sites combined with the computer docking and molecular dynamics method. In the view of molecular biology to explore the mechanism of the key sites, and using animal model to validate the target point after using the computer docking method to screen active compounds in the subject group existing compound library and the commercial database (zinc). From all of these that could provide targets and scientific basis for the research and development of novel anti influenza drugs.

流感病毒极易变异，而批准的抗流感药物仅作用于神经氨酸酶和M2离子通道两个靶点，且耐药问题日益严重。因此，急需探索新的抗流感病毒的药物靶点。M1、NP蛋白高度保守，互作的区域更为保守，NP蛋白因其功能较多，故在NP蛋白上筛选互作区域，探索关键位点可能成为广谱抗流感药物的新靶标。我们前期的工作中筛选出NP蛋白上与M1互作的区域为348-498位氨基酸，尽管此区域尚无NP与M1的相互作用的报道，但有报道可与PB2、PB1蛋白相互作用。因此，本研究拟进一步细化互作区，结合计算机对接及分子动力学法筛选关键位点，从分子生物学角度探讨关键位点的作用机制。此外，还将利用计算机对接等法从本课题组现有的化合物库及商业化数据库 (ZINC) 中，寻找与该位点结合较好的化合物，运用动物模型对筛选出的靶点做进一步的体内验证，为研究和开发新型抗流感药物提供靶点和科学依据。

流感病毒的核蛋白 (Nucleoprotein, NP) 在病毒感染过程中最高表达，高度保守且具有多种功能，如调控聚合酶、病毒 RNA 的合成、RNP 的转运及宿主细胞骨架相互作用。如果 NP 蛋白上的一些位点发生改变，可导致病毒的复制发生变化。流感病毒的 RNP 复合物由病毒基因组 RNA (vRNA)、核蛋白 (NP)、及三个多聚酶蛋白 (PB1，PB2 和 PA) 组成，结合其动力蛋白 M1（基质蛋白）完成出核过程，一旦阻断其相互作用，即可阻断病毒的复制过程本研究直接以 NP 蛋白上高度保守的互作区域为研究对象来筛选关键位点。更重要的是，大部分蛋白质需要通过相互作用结合成复合体才能发挥其生物学功能，且结合区域具有比一般功能的结构域更高的保守性。. 本研究以 NP 蛋白为靶蛋白，探索与 M1 上互作的关键区域，研究发现 482-498 区域对 NP 与 M1 蛋白互做起着关键作用。突变该区域发现，以 8 个氨基酸突变的功能区域 D1（482-489）、D2 (486-494）、D3（490-498）中 D1，D2 不与 M1 互做，D3 可与 M1 互做；进一步细化此区域，进行 4 个氨基酸功能区域的突变 T1 （482-485）、 T2（486-489）、T3（490-494）、 T4（495-498），结果显示均可与 M1 互做。在此基础上计算了野生型以及突变型 NP 与 M1 的结合自由能，结果提示 T2 突变体与 M1 的结合作用最强。此外，本研究还探索了抑制 RNP 出核的石蒜碱，进一步研究其抗流感病毒作用的机制，发现了 COX4I 这个新型的抗病毒靶点。