弓形虫毒力因子ROP18的竞争性抑制剂研究取得新进展

    刚地弓形虫（Toxoplasma gondii）是一种专性胞内寄生的机会性致病顶复门原虫，引起世界性分布的人兽共患传染病。免疫缺陷病人如器官移植、艾滋病患者等感染弓形虫可直接导致死亡，弓形虫感染还是不良妊娠和精神分裂症的重要致病因素之一。随着我国城镇人口的日趋密集，宠物饲养量的增加，弓形虫感染的潜在危险性逐渐上升，最新统计数据表明，我国弓形虫感染人口已逾6100万，先天性出生缺陷患儿的弓形虫感染率达22%。弓形虫已成为危害人类健康和优生优育的重要公共卫生问题，但迄今为止对弓形虫病的治疗尚无理想的特异性药物，也缺乏有效的防治措施。
    目前，全球范围内存在着对人类等中间宿主毒力相差悬殊的不同基因型的弓形虫分离株。以ROP18为代表的棒状体蛋白激酶家族是造成毒力差异的重要因子。ROP18特异表达于强毒型和中等毒型弓形虫分离株，通过对其体内体外激酶活性检测和三维晶体结构的解析，发现ROP18具有丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶活性，结构呈典型的蛋白激酶构象，可磷酸化宿主胞内的免疫相关GTP酶，阻断宿主IFN-γ诱导的免疫反应，是导致虫体具备强毒力的关键效应蛋白，也是一种理想的药物设计靶标。
    本研究以ROP18的天然底物结合位点作为筛选起点，采用基于结构的药物设计和分子相似性虚拟筛选的方法，构建了一种包含三类特征的靶向ATP结合口袋的药效团模型，在包含20万个小分子的Specs数据库内，筛选到25种靶向ROP18的竞争性小分子抑制剂。对接模型表明，这些中标小分子可通过多个氢键、盐桥、卤素键和疏水相互作用竞争性识别并结合ROP18。构效关系分析表明，这些小分子属于两种主要的骨架结构聚类和13种不同的母环结构，表明所构建的药效团模型不仅保证了靶向的特异性，也满足了筛选不同类型抑制剂的灵活性。
    此研究不仅为体外采用化学方法快速抑制ROP18活性提供了重要的化合物骨架类型，也为研制通过抑制毒力效应消除弓形虫致病力的新型药物先导物提供了研究基础。
    本研究受到国家自然科学基金和国家卫生健康委寄生虫病原与媒介生物学重点实验室开放课题等项目资助。第一作者为尹昆博士，尹昆博士和合作导师曹建平研究员为共同通讯作者。该文于2019年3月13日在线发表在《Parasites &Vectors》。

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