IF50.5｜靶向M蛋白的小分子抑制剂JNJ-9676抗新冠病毒

JNJ-9676通过锁定M蛋白新构象，在仓鼠模型中显著降低病毒载量。

这篇按生信解读号的读法拆：先看背景和问题，再看作者怎么做、做出了哪几条硬发现，最后把数据和代码收走。

研究背景

冠状病毒M蛋白是病毒组装的关键调控因子，在β冠状病毒中高度保守，是病毒包膜中含量最丰富的结构蛋白。M蛋白形成同源二聚体，可在长型和短型两种构象间转换，两种构象均参与病毒组装并存在于病毒粒子中。目前获批的新冠药物主要靶向RNA依赖的RNA聚合酶或主蛋白酶，但已出现耐药现象，且部分药物存在使用限制。因此，寻找新靶点的抗病毒药物对于应对当前及未来的冠状病毒大流行具有重要意义。

科学问题

卡在哪里： 尽管M蛋白在病毒生命周期中至关重要，但此前尚无针对M蛋白的小分子抑制剂报道，M蛋白是否可成药以及其抑制机制尚不清楚。

本文要回答： 鉴定靶向M蛋白的小分子抑制剂，阐明其作用机制，并在动物模型中验证其抗病毒效果。

技术路线

作者主要用了：高通量筛选、冷冻电镜、耐药突变选择、ASMS、nanoDSF、仓鼠模型。

作者首先通过高通量筛选发现JNJ-9676具有抗SARS-CoV-2活性，随后通过体外耐药选择实验发现M蛋白突变导致耐药，提示M蛋白是靶点。利用冷冻电镜解析了JNJ-9676与M蛋白二聚体复合物的结构，揭示了化合物诱导的新构象和结合口袋。最后在叙利亚金黄仓鼠模型中验证了JNJ-9676的预防和治疗效果。

图 1　Fig. 1。图1展示了JNJ-9676的化学结构及其对多种沙贝病毒的体外抗病毒活性。EC50值显示JNJ-9676对SARS-CoV-2各变异株和动物来源的SARS样冠状病毒均具有纳摩尔级效力，且在3D人鼻上皮模型中与nirmatrelvir相当。

核心亮点

亮点 1｜JNJ-9676广谱抑制沙贝病毒

JNJ-9676在多种细胞系中对SARS-CoV-2 B1株的EC50为14-22 nM，对Omicron和Delta变异株的EC50分别为26 nM和14 nM。对蝙蝠和穿山甲来源的SARS样冠状病毒WIV-1、SHC014和Pg-CoV的EC50为4-6 nM。在3D人鼻上皮气液界面培养模型中，JNJ-9676抑制病毒RNA产生的EC50为94 nM，与nirmatrelvir相当。

图 2　Fig. 2。图2展示了JNJ-9676与M蛋白二聚体复合物的冷冻电镜结构。JNJ-9676结合在由TM2、TM3和TM1形成的口袋中，与N117和S99形成关键氢键。与短型结构相比，TM1、TM2和TM3的胞质末端发生显著位移。

亮点 2｜M蛋白是JNJ-9676的靶点

体外耐药选择实验发现，在JNJ-9676压力下，病毒M蛋白出现多个突变，如P132S、S99A和N117K，这些突变使JNJ-9676的EC50分别增加43倍、97倍和145倍。ASMS和nanoDSF实验证实JNJ-9676与重组M蛋白直接结合，并使其热稳定性提高0.9°C。

图 3　Fig. 3。图3展示了JNJ-9676在叙利亚金黄仓鼠模型中的体内疗效。预防性给药实验中，25 mg/kg BID显著降低肺病毒载量和感染性病毒滴度，组织病理学评分降至基线。治疗性实验中，延迟至48小时给药仍能显著降低病毒载量。

亮点 3｜JNJ-9676诱导M蛋白新构象

冷冻电镜结构显示，JNJ-9676结合在M蛋白二聚体界面处，由protomer A的TM2和TM3以及protomer B的TM1形成的口袋中。化合物结合导致M蛋白构象发生显著变化，与短型结构相比，TM1、TM2和TM3的胞质末端分别移动6.6 Å、5.9 Å和7.1 Å。关键氢键相互作用涉及N117和S99，与耐药突变数据一致。

亮点 4｜仓鼠模型中显著降低病毒载量

在预防性给药模型中，25 mg/kg BID的JNJ-9676使肺组织病毒RNA载量降低3.5 log10，感染性病毒滴度降低4 log10，组织病理学评分降至基线水平。在治疗性模型中，即使延迟至感染后48小时（病毒载量峰值）开始给药，75 mg/kg BID仍使病毒RNA和感染性病毒分别降低1.4 log10和1.8 log10。

生信可带走

这一块是给做分析的人用的，不是科普点缀。

• 方法栈： 高通量筛选、冷冻电镜、耐药突变选择、ASMS、nanoDSF、仓鼠模型
• 公开数据： 原文未给出公开组学登录号
• 代码： 原文未给出公开 GitHub/GitLab 仓库
• 谁该点开原文： 从事抗病毒药物研发、结构生物学和冠状病毒研究的科研人员。

带走一句

M蛋白是抗冠状病毒药物研发的新靶点，JNJ-9676通过诱导M蛋白构象变化抑制病毒组装，为开发新型抗病毒药物提供了结构基础。