JACS Au | 融合DNA编码库策略驱动新冠RdRp变构共价抑制剂的发现

2026年1月24日,中国科学院上海药物研究所陆晓杰课题组、许叶春课题组与尹万超课题组在Journal of the American Chemical Society Au上发表了题为 “Fusion Strategy of DNA-Encoded Libraries Drives Discovery of Allosteric Inhibitors of SARS-CoV-2 RdRp”的文章。该研究开发并应用了一种创新的“可逆DEL与共价DEL”融合筛选方法,成功发现了首个靶向SARS-CoV-2 RNA依赖性RNA聚合酶(RdRp)辅助蛋白nsp8上Cys114位点的变构共价抑制剂,为针对此类“难成药”靶点的药物发现提供了全新策略。

变构抑制剂因具有高选择性和不易引发耐药等优势,是应对传统药物结合位点平坦、易突变等挑战的理想策略。然而,变构位点难以预测,且缺乏高效的筛选手段。同时,共价靶向策略通过与特定氨基酸残基形成共价键,能显著增强抑制剂效力和作用持久性,其应用范围已从半胱氨酸拓展至更多氨基酸类型。本研究巧妙地将变构抑制与共价靶向概念相结合,并利用DNA编码化合物库技术实现了高效发现。研究团队开发并合成了多类DEL与CoDEL库。CoDEL技术具备快速合成数亿级别共价化合物的能力,是整合亲电弹头并进行特定残基靶向筛选的理想平台。

近年来,陆晓杰课题组与合作者已将CoDEL技术成功应用于半胱氨酸靶向共价抑制剂的发现(ACS Med. Chem. Lett. 2022;J. Am. Chem. Soc. 2024),随后基于ABPP-CoDEL联用策略,将该技术的应用范围拓展至靶向酪氨酸、赖氨酸、谷氨酸、精氨酸的共价抑制剂(J. Am. Chem. Soc. 2023;Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2025; J. Am. Chem. Soc. 2025)。这些前期工作为此次针对复杂病毒靶点的变构共价抑制剂发现奠定了坚实的技术基础。

在本研究中,研究团队针对SARS-CoV-2 RdRp这一多亚基复合物,并行筛选了包含苯并咪唑和三嗪等骨架的可逆DEL库与共价CoDEL库。通过严格的富集阈值分析,分别从两类库中锁定高潜力苗头化合物,并采用“骨架融合”策略,将共价库的优势弹头与可逆库的高活性苯并咪唑骨架结合,设计并合成了系列新型共价抑制剂。该化合物在酶活水平展现出微摩尔级的抑制活性,并在细胞模型中显示出抗病毒效果。随后的机制研究表明,化合物选择性地与RdRp辅助亚基nsp8上的Cys114形成共价键,且不干扰RNA与酶的正构位点结合,确证了其变构抑制机制。这项工作不仅报道了首个靶向SARS-CoV-2 RdRp的变构共价抑制剂,此外,它成功展示了一个强大的、可推广的药物发现平台。该平台整合了可逆与共价DEL的双重筛选优势,能够有效攻克变构位点发现和共价配体设计的双重难题,为针对其他“难成药”靶点开发具有新颖作用机制的药物或活性探针开辟了道路。

四川大学华西医院助理研究员李林洁、上海药物所博士研究生王旭东、国科大杭州高等研究院硕士研究生丁佩琪、上海药物所硕士研究生沈萱婧为本文共同第一作者;上海药物所陆晓杰研究员、许叶春研究员、尹万超研究员为本文共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、上海市科委、上海药物所自主部署项目等资助。

全文链接:https://doi.org/10.1021/jacsau.5c01698

可逆-共价融合筛选策略

(供稿部门:陆晓杰课题组)