我们迫切需要治疗 2019 冠状病毒病 (Covid-19) 的有效药物,但什么是最快的找到这些药物的方法?一种方法有时看起来类似于美式足球中的“万福玛利亚”传球,那就是希望对其他病毒(如丙型肝炎或埃博拉病毒)有效的药物也能对 Covid-19 有效。或者,我们可以理性地专门针对严重急性呼吸综合征冠状病毒 2 (SARS-CoV-2) 的蛋白质,以中断其生命周期。SARS-CoV-2 基因组编码大约 25 种蛋白质,这些蛋白质是病毒感染人类和复制所必需的(图 1)。其中包括臭名昭著的刺突 (S) 蛋白,它在感染的初始阶段识别人类血管紧张素转换酶 2;两种蛋白酶,可切割病毒和人类蛋白质;RNA 聚合酶,合成病毒 RNA;以及 RNA 切割内切核糖核酸酶。寻找能够结合病毒蛋白并阻止其工作的药物是一种合乎逻辑的前进方向,也是许多研究实验室的首要任务。实现这一目标的方法之一是使用基于计算结构的药物发现来模拟自然(图 2)。在此过程中,计算机将试验化合物“对接”到蛋白质靶标三维模型中的结合位点。使用基于物理的方程式计算化合物的结合亲和力,该方程式量化了药物与其靶标之间的相互作用。然后对排名靠前的化合物进行实验测试,以查看它们是否确实结合并对细胞和动物模型产生所需的下游效应(例如阻止病毒传染性)。基于结构的药物发现在寻找抗病毒药物方面发挥了重要作用,这是一个例子
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