近日,上海大学医学院卞月珉教授与美国哈佛大学医学院Jonathan Abraham教授团队、波士顿大学医学院Rachel Fearns教授团队合作,作为共同作者,在国际顶级期刊《Cell》上发表题为Structural and functional analysis of the Nipah virus polymerase complex的研究论文。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.12.021
尼帕病毒(Nipah virus, NiV)属于单链负链RNA病毒(nsNSVs),隶属于单股负链病毒目(Mononegavirales)副黏病毒科(Paramyxoviridae),是一种包膜RNA病毒。在人体内,NiV感染可引发严重的呼吸道疾病或致命性脑炎,其病死率介于40%至70%之间。自1998年马来西亚首次发现NiV以来,该病毒几乎每年都会在孟加拉国发生蝙蝠向人类的跨种传播事件。目前,尚无针对NiV的疫苗或特效抗病毒药物,这反映出全球公共卫生防控体系在该病毒防治方面的重大空白。鉴于NiV的高致病性和潜在大流行风险,世界卫生组织(WHO)已将其列入《研发蓝图(R&D Blueprint)》优先病原体名单,强调该领域亟须加速开展研究和应对措施开发。
尼帕病毒聚合酶(NiV polymerase)是病毒基因组复制和mRNA转录的关键酶,被认为是一个极具潜力的抗病毒药物靶点。本研究解析了NiV聚合酶复合物的三维结构,该复合物由大蛋白(L)和磷蛋白(P)组成。L蛋白与P蛋白形成一个稳定的复合物,其中P蛋白呈四聚体螺旋卷曲结构(tetrameric coiled-coil),其末端由一簇⍺-螺旋束封闭,并可能在溶液中保持动态变化。
本研究进一步通过分子动力学模拟系统阐述了该聚合酶的动态特征,P蛋白的各个原体(protomer)相比聚合酶核心(RdRp/CAP)具有更高的结构动态性,其中⍺-螺旋帽结构(⍺-helical cap)的N端区域波动幅度最大;并结合AlphaFold 3(AF3)建模和分子对接研究解析了一种已知L蛋白抑制剂的结合模式,阐明了尼帕病毒对抗病毒药物产生耐药性的机制。
卞月珉教授长期致力于人工智能药物发现的相关研究,2024年8月27日,作为共同第一作者,在《Cell》发表题为Viral DNA polymerase structures reveal mechanisms of antiviral drug resistance的研究论文,系统阐述了HSV聚合酶的结构基础与耐药机制。
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卞月珉,上海大学特聘教授,博士生导师,国家级高层次青年人才,上海市海外高层次人才,2024年3月全职加入上海大学医学院。曾担任资深计算科学家,就职于美国麻省理工和哈佛大学布罗德研究所从事新药研发工作。长期致力于人工智能药物发现相关研究,通过开发并整合机器学习与深度学习算法,计算化学与计算生物学策略手段,加速临床前早期药物发现。担任英国国家研究与创新署UKRI、智利国家研究与发展署ANID等机构基金评审外籍专家。近五年,代表性成果发表于Nature、Cell等顶尖学术期刊。