氨基酸口袋(干旱区鼠类为何耐药性更强？基因给出答案)

科普作家Bethany Halford在博客上详细讲述了辉瑞的重磅COVID-19口服抗病毒药Paxlovid的开发过程，这个发现过程是个精彩绝伦的科学故事。

我一直对抗病毒小分子充满兴趣，所以我十分关注这些药物的开发，并一直在微博上报道。我之前讲过开发历经十几年的HIV重磅抗病毒药—HIV衣壳抑制剂GS-6207的发现过程。而这里的高活性抗病毒药Paxlovid的开发，只用了不到两年。其开发过程可以说是抗病毒小分子药物研发的另一个典范。我虽然对药物化学很感兴趣，但毕竟不是药化出身，希望学药化的同行指正。

Paxlovid可将COVID-19住院或死亡的风险降低88%，并且这是目前唯一可以降低病毒载量的小分子抗病毒药。随着高度传染性Omicron突变株导致COVID-19病例在世界范围内激增，医生们希望Paxlovid能成为一些患者的生命防线。上个月底FDA授权了Paxlovid的紧急使用（EUA），联邦政府立刻购买了2000万个疗程的药物。辉瑞宣布计划在今年进行1.2亿个疗程的生产，并寻求FDA的全部通过。

这个药物开发的故事开始于2020年3月13日，辉瑞美国麻省剑桥分布的英国裔药物化学家Dafydd Owen被要求在家上班（WFH），那时辉瑞关闭了大量办公室和实验室，并要求员工在家上班。而Owen的经理让他在家筹划开发抗病毒小分子，以应对疫情。Owen作为资深的药物化学家从英国剑桥大学获得有机合成博士学位，并在辉瑞公司工作了22年。11年前他移居美国，进入辉瑞的麻省剑桥分部。他擅长药物化学最经典的药物，酪氨酸激酶药物的高通量筛选（HTS）及开发。酪氨酸激酶靶点药物的开发，是药物化学领域最经典的开发案例，Janet Rowley发现慢性粒细胞白血病患者有异位形成的费城染色体表达酪氨酸激酶，瑞士诺华公司的靶向酪氨酸激酶的药物格列卫（Gleevec，imatinib）的开发故事被传颂了几十年

在这里之所以要谈格列卫，是因为开发抗病毒和开发抗肿瘤小分子药物具有共性，就是药物往往针对病毒和肿瘤的异常的酶结构，根据酶分子的构象设计和筛选药物。Owen之前没有开发过抗病毒药，对从头开发一种抗病毒药毫无头绪，但是他的酶化学及HTS经验赋予了他独特的创新视角。在周末疯狂补习抗病毒药物开发的同时，辉瑞公司决定优先开发SARS-CoV-2的主要蛋白酶3CL（Mpro）。

3CL的主要功能是切割病毒的复制酶replicase多蛋白pro-protein，经3CL切割后的replicase才具有功能。辉瑞之所以选择该靶点进行开发，主要是因为在2002-2003年非典疫情中，辉瑞开始开发SARS抗病毒药PF-00835231，PF-00835231的靶点是SARS-CoV的蛋白酶。PF-00835231始终没有进行临床试验，因为PF-00835231临床前开发时，SARS疫情已经结束。

PF-00835231是一个药物化学中的多肽类小分子药物，其富含氢键，具有极性表面，无法被肠道吸收，因此要将其改造成为口服SARS-CoV-2药物需要进行一系列化学修饰。这便是Owen团队面临的最大挑战。Owen最终于2020年4月重返实验室，在之后的13个月，他在家里设置了临时办公室，主要设计和讨论如何使PF-00835231及其抗病毒衍生物获得口服特性，其中一个策略是消除氢键供体，Owen团队由此运用了系统化学修饰，逐一消除氢键供体，再检测消除氢键后的每一个化合物的功能。该团队从PF-00835231中消除的第一个氢键供体是α-羟甲基酮。该位点与3CL中的半胱氨酸发生共价反应，因此药化专家推断他们可以将其替换为不是氢键供体的不同反应基团。他们选择了两个系列的化合物：一个具有苯并噻唑-2-基酮作为反应基团，另一个含有腈的反应基团。 直到药物活性实验接近尾声，化学家才在两者之间进行选择。

另一个重要的氢键供体位于PF-00835231的亮氨酸部分。Owen团队决定用可以消除N-H健的环状氨基酸替换该部分。为了实现类亮氨酸结合，该基序还具有一个带有两个甲基的稠合环丙基环。计算机辅助药物设计表明该结构将插入酶结合位点。而幸好这种设计有个先例：先灵葆雅曾在丙型肝炎（HCV）抗病毒药物boceprevir中使用过它。

这个化学修饰实际上是该工作最关键的部分。Owen评价说环化是有机合成中的大决战，它直接这个药物设计的成败，因为一旦分子环化后，化学修饰无法再改变分子构象。事实证明，这一设计是成功的，但代价是消除氢键后，该分子与蛋白酶口袋中的甘氨酸结合减弱，造成了药物活性的降低。为了恢复与甘氨酸的相互作用，研究团队将PF-00835231的吲哚进行了各种置换尝试，包括甲磺酰胺、乙酰胺和三氟乙酰胺。 这三个分子看起来很相似，但只有三氟乙酰胺的置换产物能被肠道吸收。

1、有一个逗逼宿舍友她跟我说她跟她男朋友吵架了然后他想看看她男朋友是不是真的爱她结果她就叫她闺蜜帮她去勾引她男朋友看看他会是什么反应结果没几天后他男朋友就提出分手然后她就去问她闺蜜她闺蜜就说你就成全我们把我是真的爱他的然后我也是醉了醉了～～～～～
2、老王昨晚在街头偶遇了一位手相大师，并给了二十块钱委托大师为他看手相。审视半天后，大师说：“兄弟，我看你人不错，不想跟你说些虚的。如果你再掏二十块钱，我仔细跟你说。”老王就拿出了二十，大师说：“兄弟，我要是没看错，你缺维生素B”
3、女朋友极品路痴，此为背景，一起去深圳玩，很多地方不熟悉，晚上跟她闺蜜两个出去逛街，打电话给我叫我去接她，我问她在哪，她说我看看，结果10秒钟后告诉我，我在月亮右边的这条街道，一瞬间，月亮右边……
4、上初中时被学校开除，回家跟老妈说学校倒闭了，谁料第二天村里的其他同学依然去上学，老妈就问我的发小学校是不是倒闭了，发小说不知道，结果老妈就去学校询问，回来之后就开启了我这辈子都终身难忘的闭关之旅。
5、有个孩子很喜欢周杰伦，就在好多课本上都写了周杰伦的名字。有一次，他的爸爸翻了那些课本儿，眼角闪着泪光，语气深沉的对男孩说：儿啊，如果是跟学习有关的书，咱就是再穷也给你买，不用每本都去向周杰伦借。
6、媳妇：“老公，你知道吗，水果的营养都在皮上，营养学家研究表明，水果皮中含有85％的纤维素，还富含人体所必须的20种氨基酸，长时间吃果皮有助于消化，并且提高人体免疫力……”我：“媳妇，你别说了，我这就把香蕉皮捡起来吃了！”
7、苹果说：我的CPU高，小米笑了！苹果说：我的质量好，诺基亚笑了！苹果说：我的超时尚，魅族笑了！苹果说：我的音乐效果好，索爱笑了！苹果说：我的荧幕分辨率高，三星笑了！苹果说：我的机身薄，摩托笑了！苹果说：我的价格最贵，大家都沉默了……
8、人的命，天注定，今天我终于第一次捡到钱了…第一次总是美好与难忘的…在小桥上看见一枚崭新的五角硬币，欣喜若狂的准备弯腰将他捡起……结果上衣口袋里的手机掉河里了…天上真的不会掉馅饼…
9、下班，和几个同事一起去槐树林子捋槐花，刚爬到树上，我手机响了。一女同事从我放在树下的上衣口袋里掏出手机递不上来，我就让她接电话。结果只听这二货同事说：“你老公在采花呢，哈哈哈，。。。他现在在我上面。。。。。”靠，你給我好好说清楚，不然老子怎么回家呀！
10、家里的苹果吃完了，父亲说去市场买，老妈要去超市买。然后他们分道扬镳，超市的苹果九块八，老妈买了2公斤。最后父母回家一人提着一袋子苹果。现在老妈在数落老爸，因为老爸买的苹果是十块钱1公斤！而我在想的是，这超市也是的，为什么今天做促销呀！
11、大学毕业后，我和闺蜜找了同一家公司实习。公司说半年以后给转正，实习期间我俩表现都挺好的，实习5个月的时候，公司集体组织体检。体检结果不太好，我和闺蜜都怀孕了，刚来公司这事也太?辶恕２棵啪?硭倒朊圩???冶淮峭恕Ｎ乙恢辈幻靼祝?际腔吃校??裁唇鼋龃峭宋遥
12、小时候，老师让我们回家每人做一个几厘米的小木剑。我爸当时为了面子，给我连夜做了一个几十厘米的屠龙宝刀。太像了。然后第二天去上学，结果莫名其妙的睡过头了，然后到学校刚好升旗仪式，全校TM都看着老子身后背着把屠龙宝刀走进了学校！
13、网上买的水果刀到了，拆了快递手痒用手指摸了摸刀刃，结果水果刀挺快，瞬间把手指划破了……于是我放下刀去找创可贴。回来看到同事在把玩水果刀，见我来说：“你这刀不错啊……”说着用手指摸了摸刀刃，然后我就带他去找创可贴……回来又见有人在我办公桌，前拿着水果刀比比划划……看来必须给差评了，原因：这水果刀太费创可贴了！
14、小姑子一个人在外地上大学，于是学散打用来自保。没想到因为太有天赋，不到五年就成了散打九段高手。前段时间毕业后进了绿地集团当前台，结果被董事长看上，想要追求。那天董事长邀请小姑子去看3D电影。当电影演到最激烈的时候，屏幕里有一根木棍向董事长飞来。小姑子一个漂亮的回旋踢，把他踢出5米开外，让他躲过一劫……然后小姑子就被炒鱿鱼了。
15、大学时，我们宿舍四个人都睡得很晚，一天晚上，三个舍友喊我打一起扑克，因为最近宿管阿姨查得紧，我就很痛快地拒绝了。三个人玩的正起兴，果然宿管阿姨破门而入，看着满地的瓜子皮和水果皮，三个舍友目瞪口呆的看着阿姨不知所措。此时，宿管阿姨径直走到我的床铺前，掀开我的被子一边揍我一边说着：“小子还装睡，叫你装睡，叫你装睡……”