近日，武汉病毒所/华中科技大学/南开大学联合团队在布尼亚病毒核酸内切酶的催化机制，以及基于结构的药物干预机制研究中取得重要进展。两篇相关研究成果“Insights into two-mietal-ion catalytic mechanism of cap-snatching endonuclease of Ebinur Lake virus in Bunyavirales”，以及 “Structural and biochemical basis for development of diketo acid inhibitors targeting the cap snatching endonuclease of the Ebinur Lake virus (order: Bunyavirales)”相继在线发表在Journal of Virology上。
布尼亚病毒包含许多重要的人和动物病原，对公共健康和农牧业构成了严重威胁，目前尚未有针对该类病毒的疫苗和特异性治疗药物。艾比湖病毒（Ebinur Lake virus，EBIV）是近年在我国新疆艾比湖地区发现的一种新型蚊媒布尼亚病毒，前期研究结果表明EBIV对我国人口健康构成潜在生物安全风险。包括布尼亚病毒和流感病毒在内的分节段负链RNA病毒普遍利用一种独特的“夺帽”机制来起始病毒的转录。夺帽过程由病毒编码的L蛋白执行，该蛋白中段为依赖RNA的RNA聚合酶（RNA-dependent RNA polymerase，RdRP），N端区域包含核酸内切酶（endonuclease，EN）结构域，C端区域包含帽子结合域（cap binding domain，CBD），在CBD的协同作用下，由EN实现宿主mRNA的切割。由于切割得到的含5'帽子结构的寡核苷酸被用作RdRP转录的引物，因此EN可作为重要的病毒干预靶点。
图1. EBIV EN的活性依赖于活性位点两个二价金属离子的结合。（A）EBIV EN活性位点区域的立体对象图。（B）EBIV EN 野生型和活性位点突变体的核酸内切酶活性分析。
在此基础上，研究团队进一步对EBIV EN的干预机制进行了研究。研究团队首先以EN金属螯合型抑制剂二酮酸类化合物L-742,001为原型，设计和合成了一系列衍生化合物，随后结合酶学，病毒学和晶体学方法对这些化合物的构效关系进行了深入探究。研究结果表明，L-742,001及其9种衍生物能以不同程度抑制EBIV EN的体外酶活和细胞水平上的病毒复制。EN与抑制剂复合物晶体结构分析（图2）进一步显示，L-742,001的二酮酯基团通过金属螯合作用占据EN的活性中心，对氯苯基团则与活性位点残基形成稳定的疏水堆积作用，二者对其活性至关重要；其苯基由于结构上的灵活性和结合口袋的开放性，可以采用多种构象与活性位点相互作用，因此是最具优化潜力的基团。该研究揭示了L-742,001二酮酸类化合物干预 EN 的分子机制，为靶向分节段负链RNA病毒EN的广谱抑制剂设计和优化提供了重要的科学依据。
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