科研进展

杨子峰教授、姜世勃教授和刘叔文教授合作阐明经3-羟基苯二甲酸酐修饰的β-乳清蛋白在体外对SARS-CoV-2的抗病毒作用及机制

2021-09-06160

β-LG(β-乳清蛋白)是牛乳清蛋白的主要成分,来源丰富并具有高热稳定性,3HP-β-LG作为经阴道应用的抗HPV感染药物在临床应用已超过7年。

广州医科大学附属第一医院广州呼吸健康研究院/呼吸疾病国家重点实验室、广州实验室杨子峰教授团队与复旦大学、中国科学院生物物理研究所和南方医科大学等单位展开合作,阐明了经3-羟基苯二甲酸酐修饰的β-乳清蛋白(3HP-β-LG)对新冠肺炎病毒(SARS-CoV-2)感染的保护作用及机制,证实了其或为救治新型冠状病毒肺炎(COVID-19)的潜在有效药物。相关论文“Repurposing of a clinically used anti-HPV agent to prevent and treat SARS-CoV-2 infection as an intranasal formulation”于2021年8月26日发表在Nature子刊《Signal Transduction and Targeted Therapy》杂志,IF:18.187。

1631175514304550.jpg


本研究发现经3-羟基苯二甲酸酐修饰的β-乳清蛋白(3HP-β-LG)在体外对SARS-CoV-2及其假病毒SARS-CoV-2 PsV具有抑制效果。3HP-β-LG对于传播性强、中和抗体敏感性低的SARS-CoV-2 B.1.1.7、B.1.351、P1、B1.617.1等变异株假病毒同样具有抑制作用。经3HP-β-LG预处理的SARS-CoV-2 PsV对表达ACE2分子的293T细胞(293T/ACE2)失去感染性。在感染293T/ACE2细胞前0.5小时及感染后1小时给予40 μM的3HP-β-LG干预,可完全抑制SARS-CoV-2的感染。本研究进一步明确了3HP-β-LG主要影响病毒早期进入细胞的阶段,而未经修饰的β-LG针对SARS-CoV-2 PsV不具有抗病毒活性。

1631175533508621.jpg

β-LG经3-羟基苯二甲酸酐修饰后,其表面净负电荷量大大增加,抗病毒活性随修饰率的提高而增强。使用 AutoDock 分析发现 3HP-β-LG 与 SARS-CoV-2刺突蛋白受体结合区域(RBD)中 hACE2 结合位点相似并与 RBD对接。试验证实了3HP-β-LG能够与SARS-CoV-2 S1蛋白、SARS-CoV-2 S蛋白RBD呈剂量依赖性结合,可抑制SARS-CoV-2 S1蛋白与293T/ACE2细胞结合。进一步证明了3HP-β-LG可通过竞争性抑制阻断SARS-CoV-2与ACE2结合。3HP-β-LG或将成为可通过鼻内投递,廉价且安全的抗新冠肺炎药物。

复旦大学姜世勃教授、广州医科大学附属第一医院广州呼吸健康研究院/呼吸疾病国家重点实验室、广州实验室杨子峰教授团队和南方医科大学刘叔文教授为本文的并列通讯作者。复旦大学花晨博士、实验室马钦海博士及中国科学院生物物理研究所生物大分子国家实验室朱芸博士为本文的共同第一作者。该项目获得国家自然科学基金、广东省自然科学基金以及佛山市科技局等项目支持。


论文原文:https://www.nature.com/articles/s41392-021-00737-7