近日，晶蛋生物科学团队与上海光源、中科院上海药物所、南方科技大学、南昌大学第二附属医院、江西晶美瑞和拜澳泰克生物医学集团等单位合作在bioRxiv上发表了新型冠状病毒（SARS-CoV-2）的重要研究成果“Structure of SARS-CoV2 main protease in the apo state reveals the inactive conformation”，首次揭示了新型冠状病毒主蛋白酶apo（main protease,Mpro,也称3C样蛋白酶3CLpro）非活性状态的结构，为新型冠状病毒潜伏期长提供新见解，促进基于结构的方法来设计特定的新型冠状病毒配体作为新治疗药物的进程。晶蛋生物张进博士、李健博士和上海光源的王启胜教授是该文章的通讯作者。

       新型冠状病毒肺炎（COVID-19）自爆发以来，疫情覆盖超过200个国家，截至2020年5月14日，全球地区累计确诊超445万人，累计死亡人数超29万人，但是目前尚未发现临床批准的针对COVID-19的疫苗和药物，针对COVID-19研究的技术攻关和药物、疫苗开发仍迫在眉睫。

       Mpro是新型冠状病毒产生的主要的蛋白酶，冠状病毒大多数功能蛋白（非结构蛋白）由ORF1ab基因编码，先翻译成一个多蛋白体（7096aa），再由Mpro切割成多个有活性的蛋白，抑制Mpro能够有效抑制病毒的感染与复制。因此，Mpro是治疗COVID-19药物的重要靶点。

       过去关于新型冠状病毒突变和结构研究已经确定了Mpro的底物结合位点和活性位点，这赋予了Gln-P1底物残基在活性构象中的特异性。新型冠状病毒的Mpro结构已在中草药和新型抑制剂的配合物中得到解决。然而，在非活性构象中这些位点的结构仍然难以捉摸。

       晶蛋生物核心团队针对新型冠状病毒Mpro非活性状态结构开展了系列研究工作，并成功获取了该结构（见下图）。

新型冠状病毒Mpro 非活性构象结构

       值得注意的是，我们还发现与SARS病毒pH7.6 apo状态结构的活性构象相比，SARS-CoV-2 apo状态结构在接近生理状态（pH 7.5）的条件下处于非活性构象。氧阴离子洞的不稳定性和无序区域以及非活性构象中的活性位点将提高反应所需蛋白酶的活化能，减缓催化作用，最终延长病毒的复制周期。这些结构差异可能揭示了部分SARS-CoV-2感染者比SARS病毒潜伏期长的根本原因。

       为加快新型冠状病毒特效药和疫苗的开发，关于其发病的详细分子机制仍需进一步研究。此项研究发现在我们的apo状态结构的氧阴离子洞中存在两个水分子，而在与配体结合的结构的相同区域中不存在水分子。在闭塞的口袋中的His163和His41附近发现的水分子稳定了带正电荷的His残基，增加了空间位阻，进而减慢了酶促反应并降低酶的催化效率。因此，在未来基于结构的药物设计中，我们应该更多的考虑氧阴离子孔中嵌入的水分子及其相互作用。

       该项研究的Mpro非活性状态结构是对新型冠状病毒可用结构的重要补充，对于理解酶活性的结构基础具有广泛的意义，可以促进合理的，基于结构的方法设计特定的新型冠状病毒配体作为新的治疗剂。