人类丙型肝炎病毒(HCV)必须复制其RNA基因组，这是其复制周期的一个重要步骤。这个过程的主要参与者是NS5B聚合酶，这是一种分子机器，它使用现有的HCV基因组单链拷贝作为模板来产生新的拷贝。在开发抗hcv疗法中，NS5B一直是主要靶点，因为阻断NS5B活性阻断了复制的一个重要步骤。目前正在开发的几种有前途的HS5B抑制剂是变构抑制剂。对于像NS5B这样的酶，化学催化作用发生在结构中称为活性位点的特定位置。许多抑制剂通过在活性位点结合并阻止底物分子的结合而起作用。相比之下，变构抑制剂在远离活性位点的地方结合，间接发挥其抑制作用。有时变构抑制剂使靶酶发生结构变化，使其处于失活状态。在NS5B的例子中，有和没有结合抑制剂的酶的结构已经通过x射线晶体学解决了，并且看起来几乎相同。因此，静态结构的图像不能解释变构抑制剂是如何阻断NS5B活性的。

NNI-2抑制剂抑制丙型肝炎病毒聚合酶的机制

像所有机器一样，像NS5B这样的分子机器在执行其功能时必须移动。我们提出变构抑制剂通过抑制复制周期所必需的分子运动来干扰NS5B功能。为了验证这一点，我们采用了同位素交换(“氢氘交换”)技术与质谱相结合。这项技术使我们能够“成像”蛋白质分子的哪些部分是可移动和柔性的，哪些部分是不可移动和刚性的。我们发现，当一类特定的变构抑制剂，称为NNI-2抑制剂，与NS5B结合时，以前整个分子的移动区域变得刚性。使用一系列不同效力的NNI-2抑制剂重复这些测量，我们发现更有效的抑制剂引起更广泛的分子硬化。

为什么丧失移动性会阻止NS5B复制病毒RNA?答案在于NS5B复杂的复制周期。在复制的第一阶段，NS5B与单链RNA结合，并通过添加互补核苷酸开始合成一条新链。为此，NS5B必须采用紧凑的“封闭”结构，才能正确结合单链模板RNA。在这个起始阶段之后，NS5B继续合成新的互补RNA链，但在添加了最初的几个核苷酸之后，它必须改变其形状，采用“开放”结构，以适应不断增长的双链RNA链。一旦这种结构变化发生，反应就进入“延伸”阶段，NS5B迅速完成新RNA位点的合成。如果NS5B不能完成这种结构变化，那么复制就会终止，结果是一个短的5-6个核苷酸的不完整延伸，而不是一个完整的新RNA链。通过仔细测量NS5B的酶学活性，我们发现NNI-2抑制剂阻止NS5B过渡到复制反应的延伸阶段，我们对NS5B迁移率的测量表明，这些变构抑制剂“冻结”了NS5B的分子迁移率，使NS5B过渡到开放结构。NS5B的NNI-2抑制剂不像常规抑制剂那样阻断活性位点，而是将其锁定在一个封闭的结构中，因此它可以通过结合单链RNA模板来启动反应，但不能完成新链的合成。

现在我们了解了NNI-2药物是如何阻断HCV复制的，科学家们可以利用这些知识来设计更有效的变抗抑制剂。

丹尼尔Deredge和帕特里克·温特洛德
马里兰大学药学院
巴尔的摩，马里兰州21201，美国

出版

氢/氘交换动力学证明大拇指位点2抑制剂对丙型肝炎病毒RNA依赖的RNA聚合酶的长期变抑作用。
李建平，李建平，李建平
生物化学学报，2016年5月6日

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