一个实验性的肽能阻止COVID-19
希望开发一个可能的治疗COVID-19,麻省理工学院的一组化学家设计了一个药物的候选人,他们相信可能阻塞冠状病毒进入人体细胞的能力。潜在的药物是一个短的蛋白质片段,或肽,模仿人类细胞表面的蛋白质。
研究人员已经证明,他们的新肽可以绑定到病毒蛋白冠状病毒进入人体细胞,使用可能解除它。
“我们有一个铅化合物,我们真的想要探索,因为它,事实上,与病毒相互作用蛋白质我们预测它的方式进行交互,所以有机会抑制病毒进入宿主细胞,”布拉德Pentelute说麻省理工学院化学副教授,是谁领导的研究小组。
麻省理工学院的团队公布了初步调查结果发布在预印本bioRxiv在线预印本服务器,3月20日。他们已经发送样品的肽合作者计划在人类细胞进行测试。
分子靶向
Pentelute的实验室开始着手这个项目在3月初,在低温电子显微镜的结构冠状病毒蛋白质,随着人类细胞受体结合,在中国发表的一个研究小组。冠状病毒,包括SARS-CoV-2,这是造成当前COVID-19爆发,有很多从他们的病毒包膜蛋白峰值突出。
SARS-CoV-2的研究也表明一个特定区域的蛋白质,称为受体结合域,结合受体称为血管紧张素转换酶2 (ACE2)。这种受体表面发现许多人类细胞,包括那些在肺部。ACE2受体也使用的入口点冠状病毒导致了2002 - 03年非典爆发。
希望开发的药物可以阻止病毒进入,Genwei张Pentelute的实验室的博士后,执行计算模拟ACE2受体之间的相互作用和冠状病毒的受体结合域峰值蛋白质。这些模拟显示受体结合域的位置连接到ACE2受体的蛋白质ACE2称为α螺旋结构。
“这种模拟可以给我们的观点如何原子和生物分子相互作用,这种交互和哪些部分是必不可少的,”张说。“分子动力学帮助我们缩小特定区域,我们要专注于开发治疗。”
麻省理工学院的团队然后使用Pentelute多肽合成技术的实验室曾开发,快速生成一个23-amino酸肽与相同的序列ACE2受体的α螺旋。他们的台式基于流的多肽合成机器可以形成氨基酸之间的联系,建筑块的蛋白质,在37秒,需要不到一个小时生成完整的包含50氨基酸肽分子。
“我们建造这些平台对于真正快速好转,所以我认为这就是为什么我们现在在这一点上,“Pentelute说。“这是因为我们有这些工具建立了麻省理工学院多年来。”
他们还合成一个较短的只有12个氨基酸序列中发现的α螺旋,然后测试了两个肽使用设备在麻省理工学院的生物物理仪器设备,可以测量两个分子结合在一起。他们发现时间越长肽显示强大的约束力的受体结合域COVID-19蛋白质,而较短的一个微不足道的绑定。
许多变体
虽然麻省理工学院缩减校园研究自3月中旬以来,Pentelute的实验室获得特别许可允许一小群研究人员继续工作在这个项目上。他们现在发展中大约100个不同的变体的肽的希望增加其粘结强度,使其更加稳定。
“我们有信心,我们知道这个分子的相互作用,我们可以用这些信息来进一步指导改进,所以我们希望能得到一个更高的亲和力和更多的力量来阻止病毒进入细胞,”Pentelute说。
与此同时,研究人员已经把他们的原始23-amino酸肽研究实验室的伊坎在西奈山医学院的测试人类细胞和潜在COVID-19感染的动物模型。
在世界各地的数十个研究小组使用各种方法来寻求新的治疗COVID-19, Pentelute认为他的实验室是目前为数不多的从事多肽药物。这些药物的一个优点是,它们相对容易大量生产。他们也有更大的表面积比小分子药物。
“肽分子更大,所以他们能控制到冠状病毒,抑制进入细胞,而如果你使用一个小分子,很难阻止病毒使用的整个区域,”Pentelute说。“抗体也有很大的表面积,这可能也是有用的。这些只是需要更长的时间来生产和发现。”
多肽药物的一个缺点是它们通常不能口服,所以他们必须管理静脉注射或注射在皮肤下。他们也需要修改,这样他们就可以保持血液中的足够长的时间是有效的,Pentelute的实验室也在研究。
“很难项目需要多长时间我们可以测试的病人,但我的目标是有在几周内。如果它是更有挑战性的,它可能需要几个月,”他说。
进一步探索
这个故事是由麻省理工学院新闻(再版web.mit.edu/newsoffice/),一个受欢迎的网站,包括麻省理工学院新闻研究、创新和教学。
