D2OL:病原体

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概述

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(D2OL)™ 平台的设计初衷是改进评估潜在的候选药物(表示其一般药用水平)的成本和综合效率。由于近期事件,(D2OL)™现在把大量的时间和资源放在了生物制剂和其它影响人类基因的病原生物。尽管已有很多起重要作用的化合物可用,但已经证明当前的科学工艺和方法慢,昂贵和不可靠。

利用Sengent公司的CommunityOS™架构管理项目的并行计算部分,(D2OL)™代表提供足够坚固和灵活的的权威平台以加速基于结构的有深远意义的药物设计的进展。

生化恐怖主义

生化恐怖主义行为包括从炭疽病孢子扩散到食品污染,而且预言这种攻击何时和怎样发生也是不可能的。但是,生化恐怖主义的可能性不应该被忽略,特别是考虑到在过去10年间发生的事件(如,在东京地铁的沙林毒气攻击和在伊拉克、前苏联的军事生化武器开发计划的出台)。虽然用国家演讲来提防这个威胁是不大可能的,但无准备的后果可能是毁灭的。

公共卫生基础设施必须时刻会导致生化恐怖主义的病症和伤害,特别是隐蔽恐怖分子的攻击。如突现的传染病,及早地检测和控生化攻击制取决于一个强大和灵活的在各地,州和联邦的公共卫生系统。另外,在美国各地的主要医疗保健提供者必须时刻警惕,因为他们会是第一个观察和报告异常的病症或伤害的人。

与生化恐怖主义交战必须要依靠科技,信息系统和医学的进步。有准备也要求关键公共卫生行为(如:疾病监测)跟上步伐。公共卫生部门和主要医疗保健提供者对生化恐怖主义的查出和反应的准备性努力将加强美国的确认和控制致命和突现的传染病的能力。

图片可以说明一切…

计算机的进步使在三维尺度渲染分子变得相对容易和普遍。你可以用几种方式显示一个特殊分子的模型,并且我将简要地谈谈他们在我们的GUI(客户端,最新版本为2.0)和网页上的显示方式。

1. 棍子模型: 这里分子由代表原子键的棍子有效地显示出来。原子不被显示。棍子的厚度可以按您的意思改变。这类模型对化学家特别有用(制造这些分子的科学家)因为重要结构功能很容易被辨认。一般分子(候选药物)是这样显示的。原子按标准上色:

C - 碳(黑或灰色)
H - 氢(白色)
O - 氧(红色)
N - 氮(蓝色)

例子如下:

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图A: 棍子模型的例子。

2. 球棍模型: 这与棍子模型相似,比棍子(键)大的大直径球代表原子。这类模型不比棍子模型代表更多信息。化学家倾向于棍子模型为它的简单。原子使图片更凌乱但看起来很美。这类模型科学家一般用于建立分子塑料模型以更好获得他们所研究分子的3-D特性。

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图B: 球棍模型的例子。

3. CPK-空间填充模型: CPK模型最初是科学家(Corey, Pauling, Koltun)使用的。这里原子代表为对应于范德华半径的重叠球。这个模型可以让人更清楚在分子附近的空间拥挤程度。这类模型对化学家不是非常有用因为许多结构不能透视看见。然而有的情况下它很重要,因为可以了解使分子装入或通过一个孔膜需要多大空间。

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图C: 空间填充模型的例子。 (CPK)

4. 丝带: 蛋白质是非常大分子由许多相同的亚单位(氨基酸)聚合形成的多聚合物。氨基酸序列连接成的一个长聚合物通常是它的主结构。这长的链形成不同类的二级结构如 alpha螺旋(弹簧),beta折叠和beta旋转。最高级的蛋白质组织称为它的三级结构,取决于各种二级结构元素的排列如alpha螺旋群,beta 折叠群和beta旋转群。蛋白质的丝带模型表示二级结构元素的三维排列,是一条平的带状物表示氨基酸链的主要成分。这类模型不提供单个原子在结构上的排列的具体细节,但显示了关于蛋白质的三级结构的重要信息。通常把棍/丝带模型结合起来显示蛋白质。为了进行对比,蛋白质的棍子模型,丝带棍模型和丝带模型显示如下:

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图D: 人造Rhinovirus(鼻病毒)主蛋白酶的棍子模型

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图E: 人造Rhinovirus(鼻病毒)主蛋白酶的丝带/棍模型

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图F: 人造Rhinovirus(鼻病毒)主蛋白酶的丝带模型

不同的二级结构运动可以由他们的颜色辨认:

红色- alpha螺旋群
青绿色- beta折叠群
绿色- beta旋转群

表面模型: 特别是可溶解表面(ie. 分子的表面像被一个样本溶解分子溶解)对于探查蛋白质的表面是否有空穴和空隙可作为潜在的结合穴很有用。在表面的叠加区形象地表示了局部原子载荷-那个区域的结合电子能需求。局部载荷的符号和数值由颜色和强度分别表明。更亮地颜色代表更高地载荷。

蓝色- 负电荷
红色- 正电荷
白色- 中性

这个模型看起来与CPK相似,但可表示表达更多的有用信息。

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图G:人造Rhinovirus鼻病毒主蛋白酶的可溶解表面,根据可溶解原子的局部载荷上色。



表面模型可以最有效的表达结合位置,我们用这类表示所有调查对象的结合位置。蛋白质(对象)的剩余部分将用丝带模型显示。这产生最多信息,看起来最中意。例子如下:

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图H: 人造Rhinovirus鼻病毒主蛋白酶丝带和表面结构。

这个"空穴"可可以加入抑制剂(=候选药物:抑制蛋白质功能的分子(目标)即潜在药物)。例子如下:

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图I: 人造Rhinovirus鼻病毒主蛋白酶丝带和表面结构与抑制剂(AG7051)在活性部位结合。


Anthrax(炭疽)

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炭疽病是由炭疽孢子杆菌引起的急性传染病。炭疽病一般发生在有蹄哺乳动物身上,也能传染给人。

根据患病程度的不同疾病症状也会有所不同,通常在感染后7天内发病。最厉害的人类炭疽病毒是吸入炭疽病毒,皮肤炭疽病毒和肠道炭疽病毒。吸入炭疽病毒传染的初期症状像一般的感冒。几天后,症状发展为严重的呼吸问题和休克。吸入炭疽病毒通常是致命的。

肠道炭疽病与被污染食物的摄入量有关,表现为急性肠炎。最初的征兆是恶心,无胃口,呕吐和发烧。接着是腹痛,吐血和急性痢疾。

如果有炭疽病发生,直接个体间传播是根本不可能的。所以,没有必要将炭疽病患者的接触者(譬如家庭成员,朋友或同事)隔离,除非他们也接触了同样的传染源。

当人感染了炭疽病毒,可以用抗生素治疗防止传染。

但是,生化恐怖分子可以"武器化"或改变炭疽病毒使它对已知的抗生素(抗生素是杀死细菌的药物)产生抗性。由于这种武器化,新药物和对象的研究是非常重要的。在武器化期间,已知的抗生素实际上使炭疽病毒"进化",因为对抗生素的抗性被选择。在海湾战争期间,美国政府给军队装备Cipro因为这是最新的抗生素,伊拉克人不会有时间武器化对它有抗性的炭疽病毒。因为最新的恐怖袭击,Cipro被再次使用,但在这种情况下武器化的炭疽病毒也许已经可以抵抗 Cipro了。

尽早的炭疽病毒抗生素治疗根本上可以提高生存机率。炭疽病通常对penicillin(青霉素),doxycycline(强力霉素)和fluoroquinolones(对苯二酚)敏感。

炭疽病疫苗能防止传染。但接种炭疽病疫苗不推荐也不允许用于公众疾病防治。

目标- 炭疽病致命毒素

D2OL)™的第一目标是炭疽病致命毒素蛋白质。致命毒素的结构最近出版在著名的《自然》杂志上www.nature.com。现在下载软件做贡献吧。

不同于其它细菌性病原体,炭疽细菌会产生对人致命的毒素-炭疽病致命毒素。药物设计优化实验室集中研究感染后抗毒素对毒素的中和能力。

(D2OL)™ 在您的帮助下筛选真正的潜在抗炭疽病致命毒素结的候选药物。我们感谢您帮助这个项目吸收新志愿者和对这致命灾难所做的贡献。 请记住,可靠的"命中"现存的化合物代表有可能在实验室被测试。

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图A:炭疽病致命毒素结构。

炭疽病致命毒素的晶体结构

Andrew D. Pannifer1, Thiang Yian Wong2, Robert Schwarzenbacher2, Martin Renatus2, Carlo Petosa1, Jadwiga Bienkowska3, D. Borden Lacy4, R. John Collier4, Sukjoon Park5, Stephen H. Leppala5, Phillip Hanna6 & Robert C. Liddington1

  1. Biochemistry Department, University of Leicester, Leicester LE1 7RH, UK
  2. The Burnhma Institute, 10901 North Torry Pines Road, La Jolla, California 92037, USA
  3. Dana Farber Cancer Institute, Boston, Massachusettes 02115, USA
  4. Department of Microbiology and Molecular Genetics, Havard Medical School, 200 Longwood Avenue, Boston, Massachusetts 02115, USA
  5. National Institute of Dental and Craniofacial Research, National Institutes of Health, 9000 Rockville Pike, Bethesda, Maryland 20892, USA
  6. Department of Microbiology and Immunology, University of Michigan Medical School, 5641 Medical Science II, Ann Arbor, Michigan 48109, USA

我们感谢作者在公开发布之前给我们的实验室提供晶体结构。

Smallpox(天花)

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1977 年天花传染病从世界上消失。天花由variola(天花)病毒造成。感染后潜伏期大约是12天(范围:7到17天)。最初的症状包括高烧,疲劳和头、背部疼痛。随后2-3天主要在面部,胳膊和腿部出现典型皮疹。开始时皮疹是以相同速率变化的普通红色斑点。在第二个星期斑点变成水疱并开始结痂。在大约3-4 个星期以后痂生长,分离,脱落。多数天花病人自行恢复,但有30%病例死亡。

天花通过飞沫个体间传播。天花感染者在第一星期里感染性最强,因为大部分病毒存在于唾液中。但是,在所有痂脱落后仍具有传染性。1972年结束了天花定期接种。在1972年之前接种的人的免疫水平是无法确定的;因此, 这些人仍属于易感人群。

接种天花不推荐也不允许用于公众疾病防治。

感染天花的人,在感染后4天内后注射疫苗能减轻甚至防止病症出现。天花疫苗包含vaccinia(牛痘)灭活病毒。疫苗不包含天花病毒。

美国当前有应急天花疫苗。

天花无法治愈(只能预防)但评估新抗病毒剂的研究仍在继续。天花患者能受益于辅助疗法(静脉注射, 医学上控制发烧或疼痛,等。)和任何继发性细菌传染抗生素。

目标- 天花主病毒1

(D2OL)?确认了可行的天花目标,天花主病毒1,在全世界参加者的帮助下迅速地筛选现有的化合物以确认可行的抗病毒候选药物。您的计算机可以通过给 (D2OL)?网络贡献空闲处理时间帮助由我们收集这个问题所需的巨大计算量和科学资源。现在下载软件做贡献吧。
80年代初期当天花确定从全球人口中根除时所有对天花的有效地具体研究与发展被停止了。当前没有药物能抵抗天花的致死效用。
D2OL程序致力于证明一种小分子药物的使天花关键目标蛋白质失去效用(杀死病毒)的作用。
图A

目标- 天花主病毒2

即将开始...
图B

SARS(非典)

Coronavirus

CDC和其它实验室的科学家在SARS患者身上查出了未知的冠状病毒。新冠状病毒被认为是SARS的主要起因,其它病毒作为潜在的起因仍然处于调查之中。

冠状病毒当在显微镜下观看时是一组有晕圈或冠状物的病毒。这些病毒一般会导致人类轻微至中度的上呼吸道疾病,导致动物的呼吸,肠道,肝脏和泌尿系统疾病。冠状病毒在普通环境中只能存活三个小时。

SARS是最近在亚洲,北美洲和欧洲出现的呼吸疾病。病症开始通常是发烧(测量温度大于100.4°F[>38.0°C])。发烧有时同冷颤或其它症状联系在一起,包括头疼,身体不适和身体疼痛。某些人在最初表现出轻微的呼吸疾病症状。

在2到7天后,SARS患者会感到口干,干咳或血液供氧不足。在10%到20%的病例中,患者需要使用呼吸器。

SARS的主要传播方式是飞沫传播;当SARS患者咳嗽或打喷嚏使飞沫进入空气,别人吸入他们时就会感染。SARS也可能通过空气或接触传播。

目标 - SARS 目标 I TGEV 3CL-PRO

SARS目标I

新病毒有50-60%是从三个已知的冠状病毒类分支出来的。由于冠状病毒的变异性很强,科学家为D2OL选择了一个能在易感人群和动物间传播的冠状病毒蛋白质目标。三维结构表示它实际上对主要"序列"有抗性,因此"SARS目标1"预计有广谱抗性。

几种疗养法已被用于SARS患者,但至今没有足够的信息能够证明他们有用。

D2OL目标是在冠状病毒的传播生命周期中选择出具有抗性的药物viralcydal(滤过性毒菌)。

在您的帮助下我们测试那些可欣然接受的化合物,可信的"命中"药物可能在患病的细胞和动物模型上进行测试以确定对人体潜在有效。

冠状病毒主蛋白酶的结构看起来像糜蛋白酶一个额外α-螺线肌安宁的折叠的组合

Kanchan Anand, Gottfried J. Palm, Jeroen R. Mesters, Stuart G. Siddell1,John Ziebur1, and Rold Hilgenfeld *
Department of Structural Biology and Crystallography Institute of Molecular Biotechnology, D-07745 Jena 1Institute of Virology and Immunology, University of Würzburg, D-97078, Würtzburg, Germany

目标 - SARS 目标 II SARS/CoV 3CL-PRO

SARS目标II

我们在4个星期前发布了我们的SARS目标,大家想了解更多关于我们选择的目标的信息,它怎么影响SARS这个特殊目标直至防止它传染。下面给出一个简单的解释。

SARS 病毒是冠状病毒(在显微镜下,他们看起来像佩带着王冠)家族的一员。在某种程度上,所有冠状病毒都是相关的。尽管如此,科学家仍在试图了解SARS病毒的复杂多样性,实际上科学家已经研究其它7种已知的冠状病毒了近30多年。多年来,科学家已经得知冠状病毒在生命周期的方方面面都和冠状病毒家族的成员是一样的。因此,当我们在4个星期前知晓了SARS病毒是冠状病毒,我们仍不完全了解冠状病毒更不用说SARS了。这就是我们要做的。

D2OL目标是在冠状病毒的传播生命周期中选择出具有抗性的药物viralcydal(滤过性毒菌)。

所有的冠状病毒都产生一种名为"冠状病毒主蛋白酶"简称3CL-PRO的蛋白质。病毒把这种蛋白质用于自身复制和传播传染,因此使这蛋白质停止工作很可能会杀灭病毒。按药物研发观点这种蛋白质是非常吸引人的。制药公司已经知道怎样制作抑止病毒产生蛋白酶的药物(如,ritonavir和indinavir 是抗HIV药物的主要成分)。Agouron的Pfizer部门已经成功研制出了病毒中引发感冒的3CL-PRO(鼻病毒)的蛋白质的药物。因此,冠状病毒主蛋白酶是治疗SARS的一个完美药物目标,这就是我们为什么在4个星期前选择了这个目标。

许多技术人员已经知道,准备让药物目标在计算环境里工作,首要的是解出它的X-射线晶体结构。这项工作由专业生物物理学家在工业或学术实验室完成。为了使 D2OL能寻找药物抗3CL-PRO药物,我们需要确定蛋白质相应的X-射线晶体结构。四个星期前,(SARS病毒被确定之前)我们非常幸运的发现在德国的工作小组,已有几年历史,绘制出了导致猪腹泻的冠状病毒(传染性肠炎病毒,TGEV)的3CL-PRO的X-射线晶体结构。如上所述,所有冠状病毒的结构都非常相似,因为3CL-PRO是使冠状病毒正常工作的根本,所以我们假定不同的冠状病毒家族成员的3CL-PRO结构可能非常相似。我们有一些德国小组在他们的2001年的研究工作的证据,表明他们所研究的所有7种冠状病毒的3CL-PRO蛋白质的关键部分都是相同的。我们因而提交了从猪冠状病毒 TGEV中提取的3CL-PRO作为目标,帮助我们寻找抗SARS药物。昨天,那个早先从事TGEV结构研究的德国小组在《科学》杂志发表文章(如果您这里发表文章,您会成功,并成为明星)声称他们解出了导致许多人的感冒的冠状病毒的3CL-PRO的结构(a.k.a. HCo-V),根据这个和TGEV的结构,他们推导出了SARS冠状病毒的3CL-PRO结构。他们的结论如下:

1.正如前面我们的假定,3CL-PRO(使冠状病毒正常运作的部分)的核心与所有其它冠状病毒基本相同,对其中一种有效的药物应该对其它所有的都有效。

2.根据目前Agouron科学家完成的工作,德国小组认为,3CL-PRO会是防治SARS的一个重要的目标。

但我们在4个星期前全都已经知道了。

首要的是,在Rothberg研究院,我们是科学家。既然我们在为寻找正确的目标3CL-PRO上花费了大量的时间,我们正在非常仔细地研究德国小组的科学报告,并用它帮助我们尽快实施行动计划。在下面相关的部分将提供细节信息。

冠状病毒主蛋白酶(3CLpro)结构:设计抗SARS药物的依据

Sciencexpress

Kanchan Anand,1,2 Jonh Ziebur,3 Parvesh Wadhwani3, Jeroen R. Mesters,1,2 Rolf Hilgenfeld1,2*

  1. Institute of Biochemistry, University Of Lübeck, D-23538 Lübeck, Germany.
  2. Institute of Molecular Biotechnology, D-07745 Jena, Germany.
  3. Institute of Virology and Immunology, University of Würzeburg, D-97078 Würzburg, Germany
  4. Institute of Molecular Biology, University of Jena, D-07745 Jena, Germany

我们感谢作者在公开发布前给我们的实验室提供晶体结构。

目标 - SARS 目标 III

这项研究的第三个目标是HCo-V人造鼻病毒的3CL-PRO。由这个结构形成了SARS 3CL-PRO同源结构的理论(SARS 目标II)由德国小组发布。由于与SARS 3CL-PRO的相似性我们对这个结构的最有效候选药物非常感兴趣。我们相信由晶体结构得出的结果比由同源结构得出的结构更可靠。实际的测试结果将证实所有为SARS 3CL-PRO建立的模型的有效性。
SARS目标III

目标 - SARS 目标 IV

如同我提及的,Agouron的科学家已经在感冒病毒(鼻病毒)3CL-PRO上做了大量的工作,甚至已经做出了对它有效的药物。所有这些都被出版在了科学文献上面。我们想利用他们的成果来帮助我们。首先,我们将放出第4个目标,同Agouron所研究的一样的鼻病毒3CL-PRO。因此当大家计算时看到这个目标请不要奇怪。我们同样放出了Agouron发布的那些对鼻病毒3CL-PRO有效的所有化学制品,与我们已经有的候选药物混在一起。然后我们会观察我们的计算机能否把Agouron的分子作为鼻病毒3CL-PRO的有效候选药物找出来(它应该如此)。如果对了,我们可以确信,我们的程序可以为 3CL-PRO找到好的目标。如果我们得到的比最佳的结果还少,我们在职的计算化学家将进行D2OL的调整,以更好的在有效Agouron药物和鼻病毒 3CL-PRO间找到平衡点。对于非科学家来说,这部分的实验称为"调控"是任何一个实验的基础。调控是科学和戏法魔术间的本质区别。
SARS目标IV

Malaria(疟疾)

疟疾是由一种需要血液来营养卵的母疟蚊传播的致命寄生虫病。疟疾名字的来源,要追溯到疾病起因的发现地,即,腐臭的沼泽(mal aria=坏空气)。1880年科学家发现,由单细胞疟原虫类的寄生虫导致疾病。
疟蚊
恶性疟原虫
疟疾每年导致3百万人死亡和5亿个急性临床案件。每年至少40%的世界人口,或估计在90多个国家的25亿人处于被传染的危险中。主要风险区域是非洲,东南亚,印度和南美洲(在发展中国家疟疾是发病率和死亡率的主导因素)。
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易感人群包括孕妇,难民,移民劳工,在高风险区域的旅客和孩子。多数死亡发生于儿童,死亡率为4名儿童/分钟或35,000名孩子/星期。在19世纪50年代的温室气候影响下疟疾曾经在37个国家大面积爆发,但它成功地被消灭了或彻底地被减少了(主要归功于WHO的杀虫药喷洒计划1956-69)但情况正在迅速地扭转,特别是过去十年。这个扭转趋势可能是由于计划的费用,在一个表面上处于下降的趋势面前缺乏动力,对杀虫药和药物的抗药性的增加。其它的原因是:


  1. 激增的迁移和移民(从高风险区域来和到高风险区域去)
  2. 都市化
  3. 激增的个人和商业旅行
  4. 砍伐森林和采矿
  5. 气侯变化(适于蚊子的气候)
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有四种疟原虫可以导致疟疾但恶性疟原虫和间日疟原虫是最常见的。恶性疟原虫是最致命的寄生虫。恶性疟原虫一般在非洲,撒哈拉大沙漠的南部,这个区域的高死亡率大部份是由它引起的。恶性疟疾往世界上新区域的传播和它在被消灭的区域的再现引起了世界的恐慌。


当一只被传染的疟蚊吸血时疟原虫进入宿主体内。作为它的复杂生命周期一部分,寄生虫在宿主体内进行一系列的变化。它多样的变身使疟原虫可以逃避免疫系统,感染肝脏和红血球,最后变成传染源当蚊子叮一个被传染的人会再传染。在10到14或更多天以后,在蚊子体内,寄生虫发育直到性成熟阶段,当蚊子再吸血时它可以再传染给其他人。
在被感染的蚊子叮咬后大约9到 14天疟疾症状出现,虽然根据疟原虫种类的不同,症状而有所不同。一般,疟疾会导致发烧,头疼,呕吐和其它象流感的症状。如果没有药物治疗或寄生虫对药物有抗性,感染可能迅速地恶化直至威胁生命。疟疾能通过传染和毁坏红血球(贫血症)将人致死,并会堵塞大脑(脑疟疾)或其它重要器官的毛细血管。
疟原虫的抗药性发展极迅速,许多杀虫药不再对蚊子有效。几年的疫苗研究产生了少量有希望的候选药物,虽然科学家加倍搜寻,但有效的疫苗还要等好几年。

目标 - Plasmepsin II

恶性疟原虫的生命周期


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在生长期内恶性疟原虫入侵红血球(红血球),吃血红蛋白(运输氧气的蛋白质),并在红血球内繁殖(参见生命周期图-红血球周期)。血红蛋白在寄生虫的一个酸性消化泡内被消化。当前许多的抗疟疾药物,譬如氯喹,就是尽量打乱这个消化过程。一些消化酶会促进血红蛋白的消化。半胱氨酸蛋白酶被认为是消化血红蛋白的基本物质。pepstatin(抑肽素)A可以有效抑制Plasmepsin II,在实验室里检验出可以阻止血红蛋白减少并杀灭寄生虫。Plasmepsin II/pepstatin A合成物的晶体结构是已知的,可以作为设计的新的,更有效的和有选择性的寄生半胱氨酸蛋白酶抑制剂的基础。

plasmepsin II抑制剂的结构,疟原虫的血红蛋白降解酶

Proc. Natl. Acad. Sci. Vol 93, pp 10034-10039, September 1996

A. M. SILVA*, A. Y. LEE*, S. V. GULNIK*, P. MAJER*, J. COLLINS*, T. N. BHAT*, P. J. COLLINS*, R. E. CACHAU*, K. E. LUKER†, I. Y. GLUZMAN†, S. E. FRANCIS†, A.OKSMAN†, D. E. GOLDBERG†, AND J. W. ERICKSON*

  • Structural Biochemistry Program, National Cancer InstituteySAIC, P.O. Box B, Frederick, MD 21702; and †Howard Hughes Medical Institute, Departments of Molecular Microbiology and Medicine, and The Jewish Hospital of St. Louis, Washington University School of Medicine, Box 8230, 660 South Euclid Avenue, St. Louis, MO 63110

Ebola(埃博拉)

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埃博拉出血热(Ebola HF)是人类和灵长类(猴子和黑猩猩)的致命疾病,非常厉害,从1976年最初被发现起它只零散出现。

疾病由感染Ebola病毒造成,以非洲刚果民主共和国(前扎伊尔)的河命名,在那里它第一次被发现。

病毒是二种叫Filoviridae的RNA病毒家族中的一员。到目前为止四种Ebola病毒中的三种的被认为可以感染人类:Ebola-Zaire,Ebola-Sudan和Ebola-Ivory。第四种,Ebola-Reston,感染灵长类,不感染人类。

科学家和研究员面临着开发附加的诊断器械以协助早期诊断,Ebola病毒和疾病起因的生态学调查的挑战。

当前没有治疗Ebola出血热的标准。患者接受辅助疗法,包括平衡患者的体液和电解质,维持他们的供氧和血压,并治疗他们的感染恶化。在Kikwit爆发期间,八名感染过Ebola病毒并康复的人提交了血样。至今仍有七名患者健在。但是,因为研究规模小,并且参加者的特征(包括事实上他们都很年轻)都是已康复,治疗的效力依然未知。

Ebola病毒确切的起源,地点和自然环境(即"自然水体")仍然未知。但是,根据已知证据和相似的病毒的本质,研究员相信,病毒是zoonotic(动物传播)并通常寄生在非洲大陆当地的的动物身上。Ebola-Reston很可能是通过从菲律宾进口的被传染的cynomolgous猴子带入的到美国和意大利的。对其它大陆而言,不知道病毒宿主是不是当地的动物,譬如北美洲。

目标 - Ebola 目标 1

在有机体细胞分裂时病毒插入关键基因

Botulism(肉毒)

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肉毒菌病是由肉毒杆菌分泌的毒素造成的一种肌肉麻痹的疾病。主要有三种肉毒菌:

食源性肉毒菌病在人吃下导致病症的毒素后几个小时至几天内发病。食源性肉毒菌病是一个公共卫生突发事件,因为污染的食物也许仍然会供给除患者以外的其它人。

婴儿肉毒菌病每年在易感婴儿(在他们的小肠里有C肉毒杆菌)中发病率极小。

伤风肉毒菌病在伤者感染分泌毒素的C肉毒杆菌时发病。

以食源性肉毒菌病为例,在吃感染食物后6个小时到2个星期之内(一般在12~36小时之间)开始出现症状。

肉毒菌病症状包括复视,视力模糊,眼睑无力,语言不清,吞咽困难,口腔干燥,肌肉无力。一般身体自上而下出现:首先肩膀不适,然后胳膊,下臂,大腿,小腿等。呼吸肌肉麻痹可能导致人停止呼吸和死亡,除非提供辅助呼吸(呼吸机)。

肉毒菌病不会个体间传播。食源性肉毒菌病可以在所有年龄段发病。

抗肉毒菌毒素供应由CDC负责。抗毒素如果在疾病初期及早注射的话对减轻症状有效。多数患者在几星期到几个月的看护后最终康复。

Plague(鼠疫)

鼠疫是由Yersinia pestis(耶尔森氏鼠疫菌)引发的动物和人的传染病。世界许多地区在啮齿科动物和他们身上的蚤体内发现Y.鼠疫菌。

当Y.鼠疫菌感染肺时肺鼠疫发生。肺鼠疫病症的第一病征是发烧,头疼,虚弱和咳血或痰。2到4天后转为肺炎,导致脓毒性休克,如果不及时治疗,可能导致死亡。

肺鼠疫通过飞沫进行个体间传播,只可能传染与患者有直接接触的人。

肺鼠疫的早期治疗是很重要的。抗生素(包括链霉素,四环素和氯霉素)是有效的。

暂无抗鼠疫疫苗。

7天的预防性抗生素治疗可以保全与患者有直接接触的人。

Avian Flu(禽流感)

禽流感,已经成为了一个全球性的卫生问题,因为它在最近几年内在全世界的鸟类中快速地传播,接触到受传染的鸟类的人类很容易被感染。就人类感染者而言,禽流感一般会导致高烧,咳嗽,肌肉疼痛和喉咙痛。它时常会导致严重的呼吸器官的衰竭,甚至死亡。

大体上,禽流感由A型流感病毒引起的,一般只能感染鸟类,但是也可能传染给与病鸟有亲密接触的其他动物。事实上,在1917年全世界有五千万人死于致命的流行性感冒,是由A型流感病毒H1N1所引起的。现在引起禽流感爆发的病毒是H5N1,是A型流感病毒的一个变种。

H5N1病毒存在于被感染鸟的唾液,黏膜和粪便中,而且其他的鸟可以通过与这些物质或被他们污染的物体的接触而感染病毒。H5N1 对于鸟类而言极具传染性和致命性,不过只有频繁接触病鸟的人类才会被传染。但是,它对人类的健康非常有害,而且病毒本身易于变异成可以进行人间传染的病毒。一旦发生,就会很快在全世界流行,最终可以杀死数以百万计的人。

最近,Tamiflu®1和Relenza®2,两种抗病毒药物,已经用来治疗感染 H5N1 病毒的人类。然而,病毒已经开始对这些药物产生抗药性,我们要在 H5N1 产生可能的变异后迅速的找到新的治疗药物。

目标 - H5N1 目标 1 - Neuraminidase

图A H5N1 neuraminidase

D2OL项目已经选择H5N1 neuraminidase做第一个禽流感目标,在 1997 年出现在香港的第一例人感染H5N1禽流感病例中的确定的蛋白质。H5N1 neuraminidase的作用是把硅铝酸基从滤过性毒菌和细胞的表面移除。移除病毒的硅铝酸基可以促进它自身的分解而且避免再次自聚,抑制细胞间的传播。在寄主体内,移除黏膜内层的硅铝酸基,就可以阻止 H5N1 的入侵。

我相信D2OL的目标在 H5N1 病毒的生命周期中是至关重要的,而且它很有希望成为新的抗禽流感药物。藉由你的帮忙我们正在筛选所有可用的化合物,而且高"命中数"的蛋白质可能拿去做实验室的-抗neuraminidase测试,以确定其在抗人类传染中的有效性。

抗流感病毒neuraminidase的抑制剂的分析报告 Smith, B.J., Colman, P.M., Von Itzstein, M., Danylec, B., Varghese, J.N. Biomolecular Research Institute, Parkville, Victoria 3052, Australia

  1. http://www.tamiflu.com
  2. http://www.relenza.com