3C様プロテアーゼ (3シーようプロテアーゼ、英 : 3C-like protease 、3CLpro )またはMpro は、正式にはC30エンドペプチダーゼ として知られており、コロナウイルスに見られる主要なプロテアーゼ である。コロナウイルスのポリタンパク質 (英語版 ) を11個の保存部位で切断する。システインプロテアーゼ であり、プロテアーゼのPAクラン (英語版 ) のメンバーである。活性部位 にシステイン-ヒスチジン触媒二残基 を持ち、Gln -(Ser /Ala /Gly ) ペプチド結合 を切断する。
国際生化学・分子生物学連合 酵素委員会(EC) は、このファミリーをSARSコロナウイルスメインプロテアーゼ (Mpro ; EC 3.4.22.69 )と呼んでいる。3C様プロテアーゼは、コロナウイルス非構造タンパク質 5(nsp5)に相当する。慣用名「3C」は、ピコルナウイルス に見られる相同 (英語版 ) プロテアーゼである3Cプロテアーゼ (英語版 ) (3Cpro )を意味する。
機能
すべてのコロナウイルス3C様プロテアーゼ(3CLpro )に共通する基質特異性の表。3CLpro は、P1位のグルタミン(Gln )とP1'位の小分子アミノ酸(Ser /Ala /Gly )の間のペプチド結合を切断する。
3C様プロテアーゼは、P1位のグルタミン とP1'位の小分子アミノ酸(セリン 、アラニン 、グリシン )の間のペプチド結合を触媒的に切断することができる(右図を参照)。SARSコロナウイルス 3CLpro は、たとえば以下のようにペプチドを自己切断することができる[ 1] [ 2] [ 3] 。
TSAVL
Q -
S GFRK-NH2 および SGVTF
Q -
G KFKK は、SARS 3C様プロテアーゼの2つの自己切断部位に対応する2つのペプチドである。
このプロテアーゼは、コロナウイルスレプリカーゼポリタンパク質(UniPlot P0C6U8 )のプロセシングに重要である。これは、コロナウイルスの主要なプロテアーゼであり、非構造タンパク質5(nsp5)に相当する[ 4] 。これは、コロナウイルスのポリタンパク質を11個の保存部位で切断する。3C様プロテアーゼは、その活性部位にシステイン-ヒスチジン触媒二残基 を持っている[ 2] 。システイン の硫黄 は求核剤 として働き、ヒスチジン のイミダゾール環 は一般塩基 として働く[ 5] 。
命名法
酵素委員会(EC)が提供する代替名として、3CLpro、3C様プロテアーゼ、コロナウイルス3C様プロテアーゼ、Mpro、SARS 3C様プロテアーゼ、SARSコロナウイルス3CLプロテアーゼ、SARSコロナウイルスメインペプチダーゼ、SARSコロナウイルスメインプロテアーゼ、SARS-CoV 3CLpro酵素、SARS-CoVメインプロテアーゼ、SARS-CoV Mpro、重症急性呼吸器症候群コロナウイルスメインプロテアーゼがある。
英語版: Alternative names provided by the EC include 3CLpro , 3C-like protease , coronavirus 3C-like protease , Mpro , SARS 3C-like protease , SARS coronavirus 3CL protease , SARS coronavirus main peptidase , SARS coronavirus main protease , SARS-CoV 3CLpro enzyme , SARS-CoV main protease , SARS-CoV Mpro and severe acute respiratory syndrome coronavirus main protease .
治療標的として
ファイザー社のSARS-CoV-2 3CLpro 阻害剤PF-07304814の化学構造
ファイザー社のSARS-CoV-2 3CLpro 阻害剤PF-07321332 の化学構造
プロテアーゼ3CLpro は、ウイルスRNAから翻訳 されたポリタンパク質をプロセシングするのに不可欠な役割を果たしているため、コロナウイルス感染症の潜在的な創薬ターゲットである。リガンド非結合SARS-CoV-2プロテアーゼ3CLpro と、α-ケトアミド阻害剤との複合体のX線構造 は、SARS-CoV-2 感染症の治療のためのα-ケトアミド阻害剤[ 6] の設計の基礎となる[ 7] [ 8] [ 9] [ 10] [ 11] 。3CLpro および相同3Cpro (英語版 ) に対して開発されているプロテアーゼ阻害剤 (英語版 ) には、CLpro-1 (英語版 ) 、GC376 (英語版 ) 、ルピントリビル (英語版 ) (rupintrivir)、PF-07304814 、PF-07321332 、化学物質11a(chemical 11a)、化学物質11b(chemical 11b)がある[ 12] [ 13] [ 14] [ 15] 。2020年9月、静脈内投与 のプロドラッグ PF-07304814 が臨床試験に入り[ 16] 、2021年2月、経口投与のフォローアップ薬PF-07321332が被験者の募集を開始した。長期分子動力学シミュレーション (1.50 µs)の研究では、ウーロンホモビスフラバンA(茶の生理活性物質)が、これまでに提案されていた再開発の抗HIV薬よりも強力なSARS-CoV-2のMpro 阻害剤として報告された[ 17] 。報告では、堅牢な計算戦略によって、研究室内で合成されたアクリジンジオンアナログDSPD-2およびDSPD-6は、抗ウイルス剤(サキナビル 、saquinavir)よりも有利なMM-PBSA相互作用エネルギーを示し、Mpro の結合ポケット内の奥深くに収まったと述べている。これらのアクリジンジオンアナログは、許容できるADMET 値と低毒性プロファイルを持っている。SARS-CoV-2 Mpro の結合部位への分子の結合能は、結合ポケットのS1サブサイトの残基とより効率的に相互作用するように分子を標的化することで高めることができる[ 18] 。
DSPD-2およびサキナビル との複合体を形成したMpro の概念図[ 18]
他の3C(様)プロテアーゼ
3C様プロテアーゼ(3C(L)pro )は、(+)ssRNAウイルス に広く見られる。これらはすべて、キモトリプシン様フォールド(PAクラン (英語版 ) )を持つシステインプロテアーゼで、触媒二残基または触媒三残基を使用する。これらは、基質特異性と阻害剤効果について、いくつかの一般的な類似点がある。これらは配列類似性によってサブファミリーに分けられ、それらが見られるウイルスのファミリーに対応づけられる[ 19] 。
その他のメンバーは、ポティウイルス科 (英語版 ) および非コロナウイルス科のニドウイルス目 から知られている[ 20] 。
参照項目
脚注
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推薦文献
外部リンク