[发明专利]基于分子模拟发现山柰酚在COVID-19病毒中的新用途

说明书

本发明涉及基于分子模拟发现山柰酚在COVID‑19病毒中的新用途，发明人以COVID‑19的3CL主蛋白酶为靶标蛋白，从含有57278个中药小分子TCM的数据库中，虚拟筛选出了化合物山柰酚，通过山柰酚在细胞水平的抗新型冠状病毒实验，发明人发现山柰酚在62.50‑125.00µg/ml的浓度范围内对新型冠状病毒感染Vero E6细胞致细胞病变具有显著的抑制作用，这一发现从治疗靶标分析角度为中医药抗新型冠状病毒的科学性和潜在疗效提供了佐证。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及基于分子模拟发现山柰酚在COVID-19病毒中的新用途。

背景技术

2019年12月，一种新型冠状病毒（COVID-19,又名2019-nCoV）在一批患者中被发现。患者表现出类似于中东呼吸综合征冠状病毒（MERS-CoV）和严重急性呼吸综合征冠状病毒（SARS-CoV）的病毒性肺炎症状。目前尚未有药物被批准专门用于COVID-19感染。随着COVID-19在世界范围持续蔓延，研发广谱抗冠状病毒药物和疫苗成为全球公共卫生、医学界、科研界的一个重大挑战。

冠状病毒主蛋白酶（Mpro，又叫3CLpro）是一种蛋白水解酶，可以水解加工复制酶前体多聚蛋白，并释放病毒RNA复制所需的聚合酶与解螺旋酶，是病毒复制过程中的关键步骤。3CLpro在病毒生命周期中的重要作用使其成为开发广谱抗冠状病毒药物的重要靶标蛋白。

近期，饶子和团队解析了COVID-19的3CL主蛋白酶 (COVID-19 3CLpro)的晶体结构（PDB ID：6LU7）。其活性位点结构以及基因序列与SARS-CoV 3CLpro 的非常相近，说明二者可能有相似的抑制机制。发明人曾基于SARS冠状病毒主蛋白酶（SARS-CoV 3CLpro）的蛋白活性位点设计了一种八肽AVLQSGFR（专利申请号200410018679.3，名称为“一种抑制冠状病毒的多肽及其衍生物”），并证明了计算机辅助虚拟筛选出的八肽制剂对SARS病毒有一定的抑制作用。相关筛选流程和实验方法为本发明的研究技术基础。

山柰酚（kaempferol）又名百蕊草素Ⅲ，属于黄酮类化合物，大量临床研究表明，其具有抗炎、抗氧化、抗菌等广泛的药理作用。具体结构如下：

山柰酚是否可以作为抗COVID-19病毒药物，对抗COVID-19病毒是否能起到有效作用，目前还尚未有文献提及。

发明内容

本发明的目的在于提供基于分子模拟发现山柰酚在COVID-19病毒中的新用途，以COVID-19 3CL主蛋白酶为靶标蛋白，通过药物虚拟筛选得到山柰酚，并用实验证明其对COVID-19感染细胞的致细胞病变效应具有显著的抑制作用。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

基于分子模拟发现山柰酚在COVID-19病毒中的新用途。

发明人进行了以下实验：

1、以中药小分子TCM数据库为对接配体库进行虚拟筛选。

2、根据对接得分进行排序并获得前5名化合物的小分子结构。

3、选取山柰酚进行抗病毒实验验证，评价其对COVID-19感染的细胞病变作用。

其中，虚拟筛选以COVID-19的3CL主蛋白酶为靶标蛋白，HIS41和CYS145为对接活性口袋。

其中，化合物山柰酚从中药小分子TCM数据库中虚拟筛选而出。

其中，山柰酚在62.50-125.00µg/ml的浓度范围内对新型冠状病毒感染Vero E6细胞致细胞病变具有显著的抑制作用。