HIV gp41的NHR区新靶点的确证及高效干预

HIV gp41的NHR区与CHR区形成六束螺旋结构是HIV病毒进入靶细胞的关键途径，NHR区结合靶点的鉴定对确定gp41的融合机理及抑制剂设计具有重要意义。本课题前期工作发现gp41 CHR区Try628上游７个氨基酸的多肽CP32M等具有很高的融合抑制活性，并与相应的NHR肽T21形成非常稳定的六束螺旋，提示gp41 NHR区可能含有新的结合靶点。本课题通过合成带有半胱氨酸的CP32M及NHR肽、不同长度包含Trp628前７个氨基酸的CHR肽，表达包含完整NHR区、CHR1-5个七元重复区及其连接区的gp41 膜外区，用圆二色谱、色谱、超速分析离心等方法测定NHR及CHR肽相互作用，确定NHR区新靶点在发动NHR与CHR融合的关键作用。结合CP32M的抗病毒活性、N36/C34及NHR肽三聚体晶体结构及分子模拟方法，设计合成新型CP32M变体并测定活性，获得NHR新靶点的高效干预方法。

本课题为阐明HIV-1 gp41的CHR与NHR相互作用机制及设计高效抑制剂，开展了CHR肽CP621-652与NHR肽T21的双螺旋复合物结构取向、CP621-652 N端前７个氨基酸对抑制活性的贡献、CP32M（CHR肽，CP621-652突变体）对中国HIV流行病株活性、耐药性以及结构活性关系、新型融合抑制剂的设计合成等系列工作，得到如下主要结果：（1）CP621-652与T21形成螺旋二聚体的取向为反平行螺旋二聚体结构；（2）CP621-652 N-端前7个氨基酸是关键结合区，含该区的11个氨基酸片段就可与T21具有明显的相互作用；（3）CP621-652 N-端前7个氨基酸的Gln1、Asn4、Met6是关键氨基酸；（4）CP32M中部及C端i与i+4位置引入Lys增加Glu-Lys离子对作用后，肽活性降低，用C34的C端氨基酸序列NEKDLLE及可与gp120结合的序列RINNIPWSEAM置换QIWNNMT后，多肽仍有很高活性，提示CP32M的VEWNEMT含有共性结合区；（5）CP32M对19种中国HIV流行病株假病毒、3种蛋白酶、逆反转录酶抑制剂耐药株具有很高抑制活性，显著高于目前临床用CHR肽T-20，并具有较低的耐药性；（5）应用三种表达载体（pSUMO、pGEX-6p-1、pET-28a）表达了带有融合标签的HIV gp41的五段截短片段；（6）基于筛选合成了6个新型抗HIV-1多肽，设计了可能同时作用于gp41及gp120的小分子-CP621-652的双功能分子，目前已合成部分关键中间体。上述工作对阐明CHR肽CP621-652的前7个氨基酸贡献、作用机制以及CP32M构效关系、CP32M的进一步药物发展具有重要意义。目前为止，本工作发表标注该基金资助的国内论文3篇，申请国家发明专利一项，外刊论文正在整理中。