《抗HIV-1新型N肽融合抑制劑設計、合成及其性能研究》是依託中國人民解放軍軍事科學院軍事醫學研究院，由劉克良擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：抗HIV-1新型N肽融合抑制劑設計、合成及其性能研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉克良
- 依託單位：中國人民解放軍軍事科學院軍事醫學研究院
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
在HIV-細胞膜融合中，由gp41中N-和C-端螺旋區（NHR和CHR）形成關鍵六螺旋束(6HB),導致膜融合和感染。融合抑制劑可抑制6HB形成，從而抑制膜融合。已上市的T20及正在臨床研究的C肽融合抑制劑均以NHR為靶標，藥物間已有或預期出現交叉抗性。據6HB結構，NHR和CHR互為靶標。但以CHR為靶標的N肽分子自身易聚集、活性低，高活性N肽抑制劑為三聚體。前人通過增加輔助序列及形成端基二硫鍵可得到三聚體，提高活性，但肽序列過長，反應不可控。我們設計的N肽抑制劑可通過自組裝和硫脂轉移反應，在肽鏈之間的設計位點發生可控共價鍵，形成穩定的交聯N肽三聚體，從而提高活性，得到以CHR為靶的新結構類型N肽融合抑制劑。另外，迄今尚無獨立的NHR結構或其小分子複合物結構報導，上述交聯N肽三聚體還可用作NHR標靶分子模型，綜合研究融合抑制劑的作用機制，並為小分子融合抑制劑的設計提供結構參考。
結題摘要
在HIV-1細胞膜融合中，由gp41中N-和C-端螺旋區（NHR和CHR）形成關鍵六螺旋束(6HB),導致膜融合和感染。融合抑制劑可抑制6HB形成，從而抑制膜融合，阻斷HIV感染宿主細胞。本文主要針對N肽融合抑制劑易聚集、生物活性低等缺點，通過對NHR序列進行修飾，胺基酸替換和異肽鍵交聯的方法，設計出生物活性高，代謝穩定性高的N肽融合抑制劑。本文的研究主要分為兩個部分：1、嵌合N肽的設計針對N肽的三聚體結構不穩定、易沉澱的缺點，我們首先從頭設計能夠形成三螺旋的人為α-螺旋肽序列，其長度為三個或四個七重複序列，它們可以自組裝成為三螺旋結構，再通過側鏈形成異肽鍵將三條肽鏈交聯，最終得到異肽鍵交聯的人為設計三螺旋(3HR)3，(4HR)3。然後，在3HR，4HR的C端嵌合天然NHR肽片段N23，得到了嵌合併交聯的N肽(3HRN23)3，(4HRN23)3。我們確證了設計的N肽(3HRN23)3，(4HRN23)3均為穩定的三螺旋結構，α螺旋達到90%以上，並且表現出高生物活性（IC50達到10nM左右）和高代謝穩定性。該部分證明異肽鍵交聯的方法可以有效的提高螺旋結構的穩定性和N肽的生物活性。2、以天然NHR序列為模板N三螺旋肽設計該部分直接以天然NHR序列為模板，並通過異肽鍵交聯的方法設計出具有穩定三螺旋結構的N肽融合抑制劑。本研究中，通過對天然NHR序列的部分胺基酸替換，設計出能形成三螺旋結構的N肽N36MEK2，N36MEK1和N36M。並在該N肽的三螺旋結構基礎上，利用異肽鍵交聯的方法，得到異肽鍵交聯的N肽融合抑制劑(N36MEK2)3，(N36MEK1)3和(N36M)3。異肽鍵交聯的N肽具有較好的α螺旋（螺旋率80%以上）和熱穩定性（Tm＞90℃）。它們也表現出高生物活性和良好的代謝穩定性。尤其是(N36M)3不僅序列與天然N36序列非常接近，在細胞-細胞融合實驗和真病毒實驗中的抑制活性達到與T20相當或高於T20活性，而且還對HIV-1流行毒株和T20耐藥毒株都具有很高的生物活性。此外，該NHR三股螺旋可以獨立存在，突破了缺乏NHR三聚體模型作為小分子融合抑制劑分子靶標的關鍵難點，從而使得研究小分子與靶標NHR三聚體的晶體結構成為可能。
