CN116585484B - 多肽偶联小分子化合物及其抗病毒应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种多肽偶联小分子化合物及其抗病毒应用,所述多肽偶联小分子化合物是由具有X’nLXGG序列的多肽和可以抑制冠状病毒木瓜蛋白酶样蛋白酶(PLpro)活性的小分子化合物通过化学键连接得到;其中,具有X’nLXGG序列的多肽为一条在其羧基端含有LXGG序列的多肽,X和X’各自独立地为任意一种氨基酸,n选自1‑50之间的整数;所述可以抑制PLpro活性的小分子化合物的结构中含有氨基或羟基。该多肽偶联小分子化合物可以靶向抑制2019新型冠状病毒的木瓜蛋白酶样蛋白酶,进而抑制冠状病毒在宿主内的多蛋白解离,实现抑制冠状病毒在宿主体内复制的目的;并且,其具有协同抑制、细胞毒性小、溶解性好的优点。

Description

多肽偶联小分子化合物及其抗病毒应用
技术领域
本发明涉及医药技术领域,具体涉及一类多肽偶联小分子化合物及其应用。
背景技术
冠状病毒是自然界广泛存在的一大类病毒,属于正链RNA病毒家族。目前已知有7种冠状病毒可以感染人类,其中6种分别是HCoV-229E、HCoV-OC43、HCoV-NL63、HCoV-HKU1、SARS-CoV(引发严重急性呼吸综合征SARS)和MERS-CoV(引发中东呼吸综合征MERS)。最近发现的第7种被称作2019新型冠状病毒(2019-nCoV,简称新冠病毒),国际病毒分类委员会将其命名为严重急性呼吸系统综合症冠状病毒2(SARS-CoV-2)。新冠病毒的传染性和致病性极高,导致2019冠状病毒病(COVID-19,简称新冠肺炎、后期称新冠病毒感染)的全球大流行。虽然世卫组织刚刚宣布新冠疫情不再构成国际关注的突发公共卫生事件,但自新冠大流行开始以来至少有2000万人死于新冠病毒。冠状病毒在不到20年的时间内先后导致SARS、MERS、新冠肺炎等多次全球性公共卫生危机,严重威胁人类健康。为应对当前新冠疫情和未来随时可能出现的其他高致病性冠状病毒,急需有效的抗冠状病毒药物。
目前,抗新冠病毒的药物主要有瑞德西韦、莫诺拉韦、VV116、阿兹夫定等针对病毒RNA聚合酶(RdRp)的核苷类似物抑制剂,以及奈玛特韦、来瑞特韦等针对病毒3C样蛋白酶(3CLpro)的多肽类似物抑制剂。这些药物通过抑制病毒的RNA聚合酶或3CLpro蛋白酶的活性,抑制新冠病毒的复制,达到治疗新冠肺炎的效果。但是上述药物除奈玛特韦和来瑞特韦,其他药物最初都是针对HIV或其他RNA病毒开发出来的,导致这些药物对新冠病毒的特异性不强、抑制效果不理想,并且这些药物口服利用度都非常低。同时,新冠病毒的变异速度极快,使用单靶点药物容易出现耐药性,所以多靶点协同治疗被认为是防治新冠病毒的最佳策略。
除以上2个抗新冠病毒药物的靶点外,新冠病毒的木瓜蛋白酶样蛋白酶(PLpro)是一个极具潜力的新靶点。新冠病毒感染宿主后,病毒基因首先表达两个多蛋白pp1a和pp1ab,这两个多蛋白需要被新冠病毒的两种蛋白酶:木瓜蛋白酶样蛋白酶(PLpro)和3C样蛋白酶(3CLpro)切割成16种非结构蛋白(Nsp1至Nsp16),才能实现病毒的复制。其中PLpro通过识别保守的氨基酸序列LXGG从多蛋白中释放出Nsp1至Nsp3。在Nsp1和2、Nsp2和3、Nsp3和4之间均存在特异性四肽LXGG,PLpro的切割发生在第二个G之后。PLpro还可以催化去除宿主蛋白上连接的泛素和干扰素刺激基因15(ISG15),逃避宿主的抗病毒先天免疫应答。PLpro极少在新冠病毒中发生变异,高度保守。同时,由于病毒PLpro和哺乳动物的PLpro类似物(也称cathepsins)的识别和切割位点不同,所以针对新冠病毒PLpro可以设计出特异性更好的多肽类抑制剂。此外,新冠病毒与其他6种可以感染人的冠状病毒的PLpro氨基酸序列同源性高、功能相同,研究证实在新冠肺炎疫情爆发前针对其他冠状病毒PLpro筛选出来的小分子抑制剂,对于新冠病毒PLpro也有很好的抑制效果。
目前已报道的对新冠病毒PLpro有抑制效果的小分子化合物包括GRL0617、马普替林(Maprotiline)、利血平、左旋甲状腺素、洛哌丁胺、马尼地平(Manidipine)、原花青素、双硫仑、6-硫鸟嘌呤(6-Thioguanine或6-TG)等。其中GRL0617是2008年由Ratia等人筛选出的针对SARS-CoV病毒PLpro的小分子抑制剂,研究表明它也是目前已知的抑制效果最好的新冠病毒PLpro抑制剂。但由于GRL0617的细胞毒性大、溶解性差等问题,限制了其进一步临床应用。其余的小分子化合物大多属于上市药物,已有其特定的药物靶点及适应症,并非特异性的PLpro抑制剂,且其对新冠病毒PLpro的抑制作用不如GRL0617。
发明内容
基于此,本发明提供了一类多肽偶联小分子化合物,其是通过将含有冠状病毒木瓜蛋白酶样蛋白酶(PLpro)特异识别和切割氨基酸序列LXGG的多肽和可以抑制PLpro活性的小分子化合物通过化学键合的方式连接得到的,是一种全新的多肽偶联药物。该多肽偶联小分子化合物可以靶向抑制2019新型冠状病毒的PLpro,进而抑制冠状病毒在宿主内的多蛋白解离,抑制冠状病毒在宿主体内复制,进而抑制病毒传播,达到抗冠状病毒的目的。并且,该多肽偶联小分子化合物通过PLpro特异底物多肽以及切割多肽后释放的小分子化合物对PLpro协同抑制,可以增强其抑制PLpro的效果,从而提高抗病毒疗效。该多肽偶联小分子化合物的细胞毒性小,溶解性好,有利于其抗病毒应用。
本发明包括如下技术方案。
一种多肽偶联小分子化合物,其是由具有X’nLXGG序列的多肽和小分子化合物通过化学键连接得到;
其中,具有X’nLXGG序列的多肽为一条在其羧基端含有LXGG序列的多肽,X和X’各自独立地为任意一种氨基酸,n代表氨基酸的个数,n选自1-50之间的整数;
所述小分子化合物能够抑制冠状病毒木瓜蛋白酶样蛋白酶(PLpro)的活性,其结构中含有氨基或羟基。
在其中一些实施例中,所述多肽中的X选自如下氨基酸:R、N、K。
在其中一些实施例中,n选自1-30之间的整数。
在其中一些实施例中,n选自1-10之间的整数。
在其中一些实施例中,n选自:1、2、3、4、5。
在其中一些实施例中,所述多肽的氨基酸序列为SRLRGG。
在其中一些实施例中,所述可以抑制PLpro活性的小分子化合物选自GRL0617、6-硫鸟嘌呤、左旋甲状腺素、洛哌丁胺、原花青素;其结构式分别如下:
在其中一些实施例中,所述多肽C端的羧基和所述小分子化合物通过酰胺键或酯键连接。
在其中一些实施例中,所述多肽偶联小分子化合物的结构式如下:
本发明还提供了上述的多肽偶联小分子化合物的应用,包括如下技术方案。
上述的多肽偶联小分子化合物在制备冠状病毒PLpro抑制剂中的应用。
上述的多肽偶联小分子化合物在制备抗冠状病毒的药物中的应用。
上述的多肽偶联小分子化合物在制备预防和/或治疗由冠状病毒引起的疾病的药物中的应用。
在其中一些实施例中,所述冠状病毒为新冠病毒。
本发明还提供了一种抗冠状病毒的药物,包括如下技术方案:
一种抗冠状病毒的药物,由活性成分和药学上可接受的辅料制备得到,所述活性成分包括上述的多肽偶联小分子化合物。
本发明设计并合成了一种多肽类抑制剂,该抑制剂将一条含有PLpro特异识别和切割序列LXGG的多肽和可以抑制PLpro活性的小分子化合物通过化学键合的方式连接,形成一种全新的多肽偶联药物。该抑制剂可以靶向抑制2019新型冠状病毒的木瓜蛋白酶样蛋白酶,进而抑制冠状病毒在宿主内的多蛋白解离,抑制冠状病毒在宿主体内复制,进而抑制病毒传播,达到抗冠状病毒的目的。
PLpro是新冠病毒在宿主内复制不可或缺、高度保守的一种蛋白酶,抑制其活性可以抑制新冠病毒的复制。PLpro在冠状病毒中高度同源,其抑制剂同时也是一个广谱的冠状病毒抑制剂,是很有前景的抗冠状病毒靶点。相比于现有的PLpro抑制剂,本发明设计并合成的PLpro多肽类抑制剂(多肽偶联小分子化合物)有4方面的优势:(1)连接小分子化合物后的多肽自身是PLpro的特异性底物,可以竞争性抑制PLpro活性;(2)PLpro切割多肽偶联小分子化合物后,释放的小分子化合物能够抑制PLpro活性,从而通过特异底物多肽和小分子化合物产生协同抑制,增强了对PLpro的抑制效果。(3)药物只有在PLpro存在的情况下才会释放小分子抑制剂,避免了单独使用小分子抑制剂所造成的细胞毒性,赋予了药物对PLpro的靶向性;(4)通过控制肽链的氨基酸序列,可以轻松改变共轭疏水性、电离等性质,从而优化药代动力学、提高药物的生物利用度,例如可以将药物的油水分配系数logP设置在合适的区间,有利于药物的溶解和体内吸收。
因此,本发明设计并合成的多肽偶联小分子化合物可以强力抑制PLpro活性,例如实施例中的RG-17的抑制活性优于GRL0617等现有小分子抑制剂。同时本发明的多肽偶联小分子化合物可以显著降细胞毒性,例如实施例中将小分子化合物偶联多肽后所形成的RG-17、RG-6,其细胞毒性均明显低于单独的小分子化合物。相较于已报道的PLpro小分子抑制剂,本发明的多肽类抑制剂具有PLpro靶向性、细胞毒性低、易于进行药代动力学优化等优点,是非常有前景的PLpro抑制剂和抗病毒药物。其可以强效抑制冠状病毒PLpro蛋白酶的活性,显著抑制冠状病毒的复制,从而可作为抗新冠病毒的药物。
附图说明
图1为GRL0617的质谱鉴定图。
图2为GRL0617的碳谱鉴定图。
图3为GRL0617的氢谱鉴定图。
图4为RG-17的质谱鉴定图。
图5为RG-17的HPLC鉴定图。
图6为RG-17和GRL0617对细胞外PLpro的抑制效果比较。
图7为RG-17和GRL0617对细胞内PLpro的抑制效果比较。
图8为RG-17和GRL0617的细胞毒性比较。
图9为RG-6的质谱鉴定图。
图10为RG-6的HPLC鉴定图。
图11为RG-6和6-TG的细胞毒性比较。
图12为RG-17和GRL0617对新冠病毒的抑制效果。
图13为RG-6和6-TG对新冠病毒的抑制效果。
具体实施方式
本发明下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件,或按照制造厂商所建议的条件。实施例中所用到的各种常用化学试剂,均为市售产品。
除非另有定义,本发明所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不用于限制本发明。
本发明的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤的过程、方法、装置、产品或设备没有限定于已列出的步骤或模块,而是可选地还包括没有列出的步骤,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤。
在本发明中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1:合成PLpro的小分子抑制剂GRL0617
1.1称量2-methyl-N-[(1R)-1-naphthalen-1-ylethyl]-5-nitrobenzamide(30mM,1.0equiv)于5ml反应瓶中,加入THF(0.1M)和EtOH(0.1M)使其溶解。
1.2称量NH4Cl(150mM,5.0equiv)加水溶解,然后加入步骤1.1的溶液中,将反应瓶放入80℃油浴锅,搅拌下加入称量好的铁粉(120mM,4.0equiv),回流反应3h,TLC监测反应终点。
1.3反应结束后,砂芯漏斗用硅藻土和硅胶粉作为分离填料,EA冲洗减压抽滤除去铁粉和其他杂质。萃取旋蒸去除水和溶剂后制备薄层色谱法(洗脱液:PE/EA=2/1)分离纯化得到产物GRL0617。
1.4通过碳谱、氢谱、质谱等技术手段对产物进行鉴定。结果显示产物为GRL0617,无其他杂质,可用于下一步合成。(图1-图3)
实施例2:合成多肽SRLRGG
采用固相合成的方法合成含有LXGG保守序列的多肽,本实施例中以六肽SRLRGG为例。
2.1溶剂的处理
DMF、甲醇在使用前用G3孔的分子筛浸泡过夜除杂质和水。
2.2树脂的充分溶胀
称取2.0g空白二氯树脂于洁净干燥的反应管中,加入15mL DMF,室温活化30min左右。
2.3接C端第一个氨基酸
室温下,通过沙芯抽滤掉上步溶剂,加入1mmol 5倍摩尔过量的C端第一个氨基酸Fmoc-Gly-OH,5倍摩尔过量的DMAP,5倍摩尔过量的DIC,DMF做溶剂室温反应3h。反应完毕用DMF洗4-6次,每次5-6mL。再加入体积比为1:1的适量吡啶和乙酸酐,反应30min。反应完毕用DMF洗4~6次,每次5-6mL(作用是封闭掉没有反应的空载树脂上的活性位点)。
2.4Fmoc保护基的脱除
抽滤去掉上步溶剂,将10mL含20%哌啶的DMF溶液加入到树脂中,N2吹动搅拌10min后滤出溶液,再加入10mL含20%哌啶的DMF溶液,N2吹动搅拌5min再滤去溶液,反复重复此操作两次后,用DMF洗4次,甲醇洗2次,每次5-6mL。
2.5茚三酮检测脱除效果
取出少量树脂,用甲醇洗三次,加入茚三酮,KCN,苯酚溶液各一滴,105℃–110℃加热5min,变深蓝色为阳性反应,说明脱除完全,即可进行下步反应;若呈无色,说明保护基没有脱除完全,则需要重复以上脱保护操作。
2.6接第二个氨基酸及Fmoc保护基脱除
称取3倍摩尔过量的C端第二个氨基酸,3倍摩尔过量的HBTU和3倍摩尔过量的HOBT于反应管中,加入适量DMF溶液使其完全溶解后,再加入10倍摩尔过量的纯的DIEA,室温反应40min,用DMF洗4-6次,每次5-6mL。取少量树脂用茚三酮检测试剂检测,显无色,然后加入10mL含20%哌啶的DMF溶液脱Fmoc,进行两次,分别为10min、5min,之后用DMF洗4次,甲醇洗2次,每次5-6mL。取出少量树脂用茚三酮检测试剂检测,检测为蓝色,即可进行下一步反应。
2.7以此类推,重复2.6的步骤,直到合成到N端最后一个氨基酸,去掉Fmoc保护基,茚三酮检测NH2蓝色,加2倍当量碳酸酐二叔丁酯(Boc)2O和DMF做溶剂室温反应2h。抽干后,用甲醇、二氯甲烷、DMF依次洗涤树脂2次,茚三酮显色,无色,证明Boc连接完毕。再抽干树脂。
2.8树脂的脱落及多肽分离
最后用三氟乙酸切割液(1%TFA:2%TIS:2%EDT:95%H2O),全保护切割两个10分钟,收集2次的切割液,冻干,即可得到粗品全保护多肽:Boc-Ser(Tbu)-Arg(pbf)-Leu-Arg(pbf)-Gly-Gly-COOH。
实施例3:将多肽SRLRGG和GRL0617连接,获得多肽偶联药物RG-17
取实施例2中获得的粗品全保护多肽溶解于15mL无水吡啶中,降温至-15℃。往溶液中加入1mL POCl3溶液;-15℃条件下逐步滴加溶有GRL0617的无水二氯甲烷溶液(1.5eqGRL0617)。反应2个小时,旋干后得到粗品。加入切割液体(95%TFA,2%TIS:2%EDT;2%H2)反应2个小时,得到目标产物,经过质谱(图4)和HPLC(图5)鉴定证实成功获得SRLRGG多肽和GRL0615连接形成的多肽偶联药物RG-17,其纯度≥95%,其结构式如下:
实施例4:RG-17和GRL0617的理化性质对比
药物在体内的溶解、吸收、分布、转运都与药物的水溶性和脂溶性有关,即和油水分配系数(logP)有关。使用在线网站SwissADME(http://www.swissadme.ch/)对RG-17和GRL0617的理化性质进行评估,结果显示GRL0617的logP为4.03,而RG-17的LogP为1.38。相较于GRL0617,RG-17具有更好的水溶性和脂质双分子层的渗透性,因此其体内吸收的效果更佳。
实施例5:测试RG-17对细胞外PLpro的抑制效果
采用体外酶活实验测试RG-17和GRL0617对PLpro活性的抑制效果(IC50)。实验原理为PLpro可以水解底物RLRGG-AMC生成AMC,通过检测游离AMC在380nm激发波长和460nm发射波长下的荧光强度,可以计算PLpro活性。加入抑制剂后,AMC荧光强度下降。将一系列浓度的抑制剂加入反应体系中后,根据PLpro活性的变化,用Prism软件计算抑制剂的IC50。具体实验步骤如下:
5.1配制反应缓冲液:DTT 10mM,Tris 20mM,NaCl 150mM,2%DMSO。
5.2配制底物:用反应缓冲液稀释底物RLRGG-AMC,终浓度为100μM;取198μL反应缓冲液,加入2μL 10mM底物稀释为100μM,混匀。
5.3配制PLpro:用反应缓冲液稀释PLpro为12.5ng/μL;取90μL反应缓冲液,加入10μL 125ng/μL PLpro稀释为12.5ng/μL,混匀。
5.4实验组将10μL 12.5ng/μL PLpro和不同浓度的RG-17、GRL0617小分子或SRLRGG多肽在37℃孵育10分钟,终浓度分别为100μM、50μM、25μM、12.5μM、6.25μM、3.125μM、1.5625μM、0.7812μM、0.3906μM、0.1953μM、0.0976μM、0.0488μM、0.0244μM。对照组仅使用10μl 12.5ng/μL PLpro。
5.5快速加入已经配好的100μM底物到上述体系中,使用酶标仪在37℃孵育条件下连续读数15分钟,每个循环间隔30s,其中激发波长设为380nm、发射波长设为460nm。
5.6计算抑制率:以时间min为X轴,以荧光值RFU为Y轴,取线性区域拟合,得出的RFU/min为酶活性,再根据实验组和对照组的酶活性计算不同浓度的RG-17或GRL0617对PLpro的抑制率。计算公式如下:抑制率=(1-实验组酶活性/对照组酶活性)×100%
5.7计算IC50:利用GraphPad Prism软件,以X为药物浓度,Y为酶抑制率,分析计算IC50。
体外酶活测试结果显示,RG-17的IC50为1.396μM,而作为对照的GRL0617的IC50为2.951μM,因此RG-17对PLpro的体外抑制效果优于GRL0617;而单独的SRLRGG多肽因为C端缺乏可供PLpro酶切的化学键而对PLpro没有抑制作用(图6)。
实施例6:测试RG-17对细胞内PLpro的抑制效果
依据生物发光共振能量转移(BRET)技术构建了PLpro体内酶活检测系统,并测试RG-17和GRL0617对PLpro活性体内的抑制效果(IC50)。
实验原理为:报告质粒(pEYFP-linker-Rluc)携带一个同时表达黄色荧光蛋白EYFP和荧光素酶Rluc的多顺反子,并且EYFP和Rluc之间由可被PLpro识别切割的多肽(ITSRLRGGFRK)连接。当报告质粒在细胞内表达并加入荧光素coelenterazine后,Rluc会水解底物coelenterazine发光,在Rluc与EYFP被多肽连接从而距离小于10nm时,Rluc的发光可以激发EYFP发光,产生BRET效应。如果细胞同时表达PLpro蛋白(pcDNA3.1-PLpro),PLpro会切割连接肽使得Rluc与EYFP分离,此时EYFP的发光就会减弱,导致BRET比值下降;而当加入PLpro抑制剂后,PLpro酶活被抑制、切割连接肽的效率下降,EYFP的发光就会增强,BRET比值上升。将一系列浓度的抑制剂加入反应体系中后,根据PLpro活性的变化,用Prism软件计算抑制剂的IC50。具体实验步骤如下:
6.1铺板:将对数生长期的293T细胞接种于12孔板(500μl/孔),每孔细胞数设定为1×105个,置于37℃5%CO2培养箱中培养。
6.2细胞贴壁后用转染试剂Lipofectamine 3000转染pEYFP-linker-Rluc和pcDNA3.1-PLpro,每孔质粒总和900ng。转染后用不同浓度的RG-17和GRL0617对实验组进行处理,实验组药物均用DMSO进行稀释。药物终浓度设置为100μM、50μM、25μM、12.5μM、6.25μM、3.125μM,加药体积为10μL。对照组加入10μL DMSO。然后置于37℃5%CO2培养箱中培养48h。
6.348小时后,用PBS清洗细胞两遍后将细胞消化后接种于96孔黑色不透明的酶标板中(100μl PBS/孔),每组做3个复孔,每孔细胞数设定为2×104个。
6.4加入Rluc底物Conlenterazine至终浓度为5μM,室温15min后用酶标仪测定480nm(±20nm)和535nm(±10nm)两处发射光强度。计算BRET比值,其中:
进一步分析调零组、对照组以及实验组的BRET值,从而判断PLpro酶活性。组别如下:
实验组(转染了pEYFP-linker-Rluc和pcDNA3.1-PLpro质粒的293T细胞,含有PBS、Conlenterazine、待测药物)
对照组(转染了pEYFP-linker-Rluc质粒的293T细胞,含有PBS、Conlenterazine,不含待测药物)
调零组(转染了pEYFP-linker-Rluc和pcDNA3.1-PLpro质粒的293T细胞,含有PBS、Conlenterazine,不含待测药物)
6.5计算IC50:利用GraphPad Prism软件,以X为药物浓度,Y为酶抑制率,分析计算IC50。细胞内酶活测试结果显示,RG-17的IC50为13.66μM,而作为对照的GRL0617的IC50为19.07μM(图7),因此RG-17对PLpro的抑制效果优于GRL0617。
实施例7:检测RG-17的细胞毒性
通过CCK8实验检测RG-17和GRL0617的细胞毒性,实验步骤如下:
7.1铺板:将对数生长期的A549、MLE-12、293T三种细胞分别接种于96孔板(100μl/孔),每组做3个复孔,每孔细胞数设定为5×103个,置于37℃5%CO2培养箱中培养12h。
7.2用不同浓度的RG-17或GRL0617对实验组进行处理,实验组药物均用DMSO进行稀释。给药浓度设置为100μM、50μM、25μM、12.5μM、6.25μM、3.125μM,加药体积为2μL。对照组加入2μL DMSO。然后置于37℃5%CO2培养箱中培养。
7.324小时后,用PBS清洗细胞两遍后每孔加入100μL预混好的CCK8液(培养基:CCK8工作液=9:1),操作要避免引入气泡。于37℃5%CO2培养箱中继续培养2小时。
7.4使用酶标仪在450nm波长测定各孔吸光度D(λ)。分析调零组、对照组以及实验组的D(λ)值,从而判断细胞活性情况。细胞存活率反应了药物的细胞毒性。组别如下:
实验组(含有细胞的培养基、CCK-8、待测药物)
对照组(含有细胞的培养基、CCK-8,不含待测药物)
调零组(不含细胞和待测物质的培养基,含有CCK-8)
CCK8结果显示,在相同浓度下RG-17比GRL0617的细胞毒性低很多,尤其是在高浓度情况下(例如100μM、50μM),RG-17不影响细胞生长,而GRL0617有很大的细胞毒性(图8)。
实施例8:将多肽SRLRGG和6-TG连接,获得多肽偶联药物RG-6
取实施例2中获得的粗品全保护多肽于溶解15mL无水吡啶中,降温至-15℃。往溶液中加入1mL POCl3溶液;-15℃条件下逐步滴加溶有6-硫鸟嘌呤(6-Thioguanine,简称6-TG)的无水二氯甲烷溶液(1.5eq 6-TG)。反应2个小时,旋干后得到粗品。加入切割液体(95%TFA,2%TIS:2%EDT;2%H2)反应2个小时,得到目标产物,经过质谱(图9)和HPLC(图10)鉴定证实成功获得SRLRGG多肽和6-TG连接形成的多肽偶联药物RG-6,其纯度≥95%,其结构式如下:
实施例9:检测RG-6的细胞毒性
通过CCK8实验检测RG-6和6-TG的细胞毒性,实验步骤如下:
9.1铺板:将对数生长期的293T细胞接种于96孔板(100μl/孔),每组做3个复孔,每孔细胞数设定为5×103个,置于37℃5%CO2培养箱中培养12h。
9.2用不同浓度的RG-6或6-TG对实验组进行处理,实验组药物均用DMSO进行稀释。给药浓度设置为100μM、50μM、25μM、12.5μM、6.25μM、3.125μM,加药体积为2μL。对照组加入2μL DMSO。然后置于37℃5%CO2培养箱中培养。
9.324小时后,用PBS清洗细胞两遍后每孔加入100μL预混好的CCK8液(培养基:CCK8工作液=9:1),操作要避免引入气泡。于37℃5%CO2培养箱中继续培养2小时。
9.4使用酶标仪在450nm波长测定各孔吸光度D(λ)。分析调零组、对照组以及实验组的D(λ)值,从而判断细胞活性情况。细胞存活率反应了药物的细胞毒性。组别如下:
实验组(含有细胞的培养基、CCK-8、待测药物)
对照组(含有细胞的培养基、CCK-8,不含待测药物)
调零组(不含细胞和待测物质的培养基,含有CCK-8)
CCK8结果显示,在相同浓度下RG-6处理后的细胞比6-TG处理后的细胞的活性更高,即RG-6比6-TG具有更小的细胞毒性(图11)。
实施例10:测试RG-17和GRL0617对新冠病毒的抑制效果
采用qPCR法测试RG-17和GRL0617对新冠病毒的抑制效果,具体步骤如下:
10.1Vero E6细胞由广州呼吸健康研究院呼吸疾病国家重点实验室病毒室保存。新冠病毒Omicron BA5.2变异株由广州市第八人民医院的患者咽拭子中分离,保存在广州海关技术中心P3实验室(呼吸疾病国家重点实验室高致病病原微生物研究室),用含2%胎牛血清的DMEM培养基在Vero E6细胞中进行病毒培养和扩增。
10.2设阴性对照(培养基中只加病毒,不加药物)和药物组(培养基中加病毒和药物)。将细胞密度为2×105cells/mL的VeroE6细胞悬液铺于无菌24孔培养板中(每孔加入500uL),在37℃、5%CO2环境下培养24h。
10.3弃培养上清液,每孔加入500uL含新冠病毒的培养基(MOI=0.05),常规培养吸附2h后弃去培养上清液。每孔再加入500uL含不同浓度测试药物的新培养基,每个浓度3个复孔,常规培养1天。
10.4移除培养基上清,收集细胞并采用Trizol法提取总RNA后,逆转录为cDNA。通过qPCR法分别检测新冠病毒N基因和细胞GAPDH的表达,计算出新冠病毒基因组拷贝数。
10.5采用GraphPad Prism 8.0软件计算半数抑制浓度(IC50)。
结果显示(图12),RG-17与未进行多肽偶联的GRL0617相比,其抑制新冠病毒基因组复制的能力更好,其IC50低于GRL0617。
实施例11:测试RG-6和6-TG对新冠病毒的抑制效果
采用细胞蚀斑法(反映了病毒在细胞中的扩增程度)测试RG-6和6-TG对新冠病毒的抑制效果,具体步骤如下:
11.1细胞和新冠病毒来源与实施例10相同。设细胞对照(培养基中不加病毒或药物)、空白对照(培养基中加DMSO溶剂)、病毒对照(培养基中只加病毒,不加药物)和药物组(培养基中加病毒和药物)。将细胞密度为2×105cells/mL的Vero E6细胞悬液铺于无菌96孔培养板中(每孔加入100uL),在37℃、5%CO2环境下培养24h。
11.2弃培养上清液,药物组和病毒对照组每孔加入100uLTCID50新冠病毒,常规培养吸附2h后弃去培养上清液。每孔再加入100uL含不同浓度测试药物的新培养基,每个浓度3个复孔,常规培养3天。
11.3在光学显微镜下观察细胞病变(CPE),病变程度按以下6级标准记录:“-”为细胞无病变;“±”为细胞病变少于10%;“+”为细胞病变约25%;“++”为细胞病变约50%;“+++”为细胞病变约75%:“++++”为细胞病变超过75%。
11.4采用GraphPad Prism 8.0软件计算半数抑制浓度(IC50)。
结果显示(图13),RG-6与未进行多肽偶联的6-TG相比,其抑制新冠病毒导致细胞病变的能力更好,其IC50低于6-TG。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对以上实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种多肽偶联小分子化合物,其特征在于,其是由具有X’nLXGG序列的多肽和小分子化合物通过化学键连接得到;
其中,所述多肽的氨基酸序列为SRLRGG;
所述小分子化合物能够抑制冠状病毒木瓜蛋白酶样蛋白酶的活性,其结构中含有氨基或羟基;
所述多肽C端的羧基和所述小分子化合物通过酰胺键或酯键连接。
2.根据权利要求1所述的多肽偶联小分子化合物,其特征在于,所述小分子化合物选自GRL0617、6-硫鸟嘌呤、左旋甲状腺素、洛哌丁胺、原花青素。
3.根据权利要求1所述的多肽偶联小分子化合物,其特征在于,其结构式如下:
或者
4.权利要求1-3任一项所述的多肽偶联小分子化合物在制备冠状病毒PLpro抑制剂中的应用。
5.权利要求1-3任一项所述的多肽偶联小分子化合物在制备抗冠状病毒的药物中的应用。
6.权利要求1-3任一项所述的多肽偶联小分子化合物在制备预防和/或治疗由冠状病毒引起的疾病的药物中的应用。
7.根据权利要求5-6任一项所述的应用,其特征在于,所述冠状病毒为新冠病毒。
8.一种抗冠状病毒的药物,其特征在于,由活性成分和药学上可接受的辅料制备得到,所述活性成分包括权利要求1-3任一项所述的多肽偶联小分子化合物。
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