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清華聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)從蝙蝠細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)阻止新冠病毒復(fù)制的抑制劑溫馨提示:山東省質(zhì)量檢測(cè)機(jī)構(gòu)新舊資質(zhì)過(guò)渡 [詳細(xì)]
蝙蝠是多種人畜共患病毒的天然宿主,可攜帶多種人畜共患病毒,自身幾乎不受感染。通過(guò)對(duì)相關(guān)基因的研究,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)蝙蝠中NF-κB家族轉(zhuǎn)錄因子c-REL受到正選擇。該基因不僅在固有免疫中發(fā)揮功能,還與DNA損傷反應(yīng)具有一定關(guān)系。自然殺傷性(NK)細(xì)胞是抵抗外界病原微生物和腫瘤的第一道防線(xiàn)。
基因組學(xué)的發(fā)展為人類(lèi)了解物種起源、分化、多樣性的遺傳基礎(chǔ)提供了重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。蝙蝠在進(jìn)化中具有特殊的地位,在長(zhǎng)期演化過(guò)程中發(fā)展出許多非常有趣的生物學(xué)現(xiàn)象,比如飛行、回聲定位、冬眠等。基因組學(xué)只是開(kāi)展這些研究的入口之一,研究的數(shù)據(jù)和結(jié)果對(duì)相關(guān)研究具有重要意義。同時(shí),蝙蝠是對(duì)人類(lèi)具有極大危害的病毒載體,基因組學(xué)層面的比較分析,也將為了解蝙蝠自身的免疫系統(tǒng)和病毒防衛(wèi)機(jī)制提供重要的工具。
清華大學(xué)聯(lián)合研究團(tuán)對(duì)對(duì)蝙蝠細(xì)胞的基因進(jìn)行篩查,通過(guò)理解病毒-宿主因子的相互作用的分子機(jī)制來(lái)尋找新的抗病毒 藥物靶點(diǎn),并成功的發(fā)現(xiàn)新冠病毒潛在的藥物分子carolacton。Carolacton是一種天然產(chǎn)物,被作為抗生素候選分子用于抑制細(xì)菌的菌膜生成。該研究成果不僅能助力新冠病毒 藥物研發(fā),有力抗擊疫情,更為人類(lèi)未來(lái)抗擊突發(fā)病毒流行打下基礎(chǔ)。
什么是宿主細(xì)胞
病毒侵入的細(xì)胞就叫宿主細(xì)胞。病毒一般沒(méi)有成型的細(xì)胞核,一般被蛋白質(zhì)所包裹在里面的是它的遺傳物質(zhì),在病毒獲得宿主后,利用宿主的蛋白質(zhì)和其他物質(zhì)制造自己的身體,然后將遺傳物質(zhì)注入到細(xì)胞內(nèi)部感染細(xì)胞,有的使細(xì)胞死亡,有的會(huì)使細(xì)胞變異,也就是所謂的癌變。
感染過(guò)程
病毒通常由具有蛋白質(zhì)外殼的遺傳物質(zhì)組成,它通過(guò)穿透細(xì)胞膜并向細(xì)胞釋放大量的病毒遺傳物質(zhì)而感染細(xì)胞。利用宿主細(xì)胞上特定的膜上病毒輸送蛋白,進(jìn)入感染的宿主細(xì)胞,向細(xì)胞釋放大量的病毒遺傳物質(zhì)而感染細(xì)胞。由于細(xì)胞為無(wú)性體,因此它們依賴(lài)復(fù)制蛋白質(zhì)或宿主細(xì)胞的“機(jī)體”來(lái)復(fù)制自己的DNA物質(zhì)。從而篡奪細(xì)胞功能為其服務(wù)。其結(jié)果或使細(xì)胞死亡。病毒控制細(xì)胞?;蛑a(chǎn)生變異。正常細(xì)胞的蛋白質(zhì)合成,細(xì)胞分裂是受結(jié)構(gòu)基因、基因的調(diào)節(jié)系統(tǒng)所控制的。由于控制細(xì)胞增殖的結(jié)構(gòu)基因發(fā)生突變,調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)它失去控制,結(jié)果就會(huì)造成細(xì)胞無(wú)限的增殖。如果是有關(guān)的調(diào)節(jié)基因發(fā)生了突變,它不再能產(chǎn)生有效的阻遏物質(zhì),控制增殖的結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯就會(huì)不斷地進(jìn)行,結(jié)果也將導(dǎo)致細(xì)胞的無(wú)限增殖。細(xì)胞發(fā)生變異。從而導(dǎo)致細(xì)胞癌變。
病毒復(fù)制過(guò)程
病毒是一類(lèi)能夠通過(guò)感染機(jī)體細(xì)胞從而誘發(fā)疾病的胞內(nèi)寄生微生物,從病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞開(kāi)始,經(jīng)過(guò)基因組復(fù)制到釋放出來(lái),為一 個(gè)復(fù)制周期。分4個(gè)步驟:1、吸附和穿入;2、脫殼;3、生物合成;4、組裝成熟和釋放。毒是以其基因?yàn)槟0?籍DNA多聚酶或RNA多聚酶以及其他必要因素,指令細(xì)胞停止合成細(xì)胞的蛋白質(zhì)與核酸,轉(zhuǎn)為復(fù)制病毒的基因組,轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)譯出相應(yīng)的病毒蛋白,最終釋放出子代病毒。簡(jiǎn)單的說(shuō),就是病毒從吸附到宿主細(xì)胞開(kāi)始,到生成新的病毒顆粒所需要的時(shí)間。
由于病毒的構(gòu)造很簡(jiǎn)單(相對(duì)于真核生物來(lái)說(shuō)),主要就是由蛋白質(zhì)和DNA(或者RNA)組成,而所謂病毒的復(fù)制其實(shí)是指病毒的遺傳物質(zhì)。DNA或者RNA的復(fù)制,復(fù)制的過(guò)程在宿主細(xì)胞的細(xì)胞核內(nèi)完成,而且要利用宿主細(xì)胞的蛋白質(zhì),酶等物質(zhì)。
藥物靶點(diǎn)
藥物靶點(diǎn)是指藥物在體內(nèi)的作用結(jié)合位點(diǎn),包括基因位點(diǎn)、受體、酶、離子通道、核酸等生物大分子?,F(xiàn)代新藥研究與開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵首先是尋找、確定和制備藥物篩選靶—分子藥靶。藥物靶點(diǎn)是指藥物在體內(nèi)的作用結(jié)合位點(diǎn),包括基因位點(diǎn)、受體、酶、離子通道、核酸等生物大分子。選擇確定新穎的有效藥靶是新藥開(kāi)發(fā)的首要任務(wù)。迄今已發(fā)現(xiàn)作為治療藥物靶點(diǎn)的總數(shù)約500個(gè),其中受體尤其是G-蛋白偶聯(lián)的受體(GPCR)靶點(diǎn)占絕大多數(shù),另還有酶、抗菌、抗病毒、抗寄生蟲(chóng)藥的作用靶點(diǎn)。合理化藥物設(shè)計(jì)可以依據(jù)生命科學(xué)研究中所揭示的包括酶、受體、離子通道、核酸等潛在的藥物作用靶位,或其內(nèi)源性配體以及天然底物的化學(xué)結(jié)構(gòu)特征來(lái)設(shè)計(jì)藥物分子,以發(fā)現(xiàn)選擇性作用于靶點(diǎn)的新藥。
藥物分子
藥物作用的受體理論、生化機(jī)制、藥物在體內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)等藥物設(shè)計(jì)的理論不斷出現(xiàn)。藥物設(shè)計(jì)是隨著藥物化學(xué)學(xué)科的誕生相應(yīng)出現(xiàn)的。藥物從啟動(dòng)研究到批準(zhǔn)上市的研發(fā)全過(guò)程,構(gòu)成了新藥研制的價(jià)值鏈的各個(gè)環(huán)節(jié),體現(xiàn)和決定價(jià)值鏈各環(huán)節(jié)的主要因素是藥物的化學(xué)結(jié)構(gòu)。藥物的安全性、有效性、穩(wěn)定性和可控性寓于分子的結(jié)構(gòu)之中。新藥的創(chuàng)制始自構(gòu)建化學(xué)結(jié)構(gòu),在先導(dǎo)物的發(fā)現(xiàn),特別是優(yōu)化的分子設(shè)計(jì)中,始終要兼顧藥物的這些必需的屬性。藥物設(shè)計(jì)是在藥學(xué)、藥代、藥效和安全性的多維空間中的分子操作。
藥物設(shè)計(jì)
開(kāi)始由定性進(jìn)入定量研究階段,為定量藥物設(shè)計(jì)奠定理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。藥物設(shè)計(jì)逐漸形成一門(mén)獨(dú)立的分支學(xué)科。70年代以后藥物設(shè)計(jì)開(kāi)始綜合運(yùn)用藥物化學(xué)、分子生物學(xué)、量子化學(xué)、統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)理論和當(dāng)代科學(xué)技術(shù)以及電子計(jì)算機(jī)等手段,開(kāi)辟了藥物設(shè)計(jì)新局面。隨著分子生物學(xué)的進(jìn)展,對(duì)酶與受體的理解更趨深入,對(duì)有些酶的性質(zhì)、酶反應(yīng)歷程、藥物與酶復(fù)合物的精細(xì)結(jié)構(gòu)得到闡明,模擬與受體相結(jié)合的藥物活性構(gòu)象的計(jì)算機(jī)分子圖像技術(shù)在新藥研究中已取得可喜的成果。運(yùn)用這些新技術(shù),從生化和受體兩方面進(jìn)行藥物設(shè)計(jì)是新藥設(shè)計(jì)的趨向。