埃博拉病毒（Ebola virus，EBOV）導致的致命性感染近年來頻頻爆發，西非的埃博拉疫情造成大量感染者死亡。目前尚無獲得批準的治療藥物或疫苗來有效的對抗EBOV。自2013年以來，科學家們通過對大量的小分子化合物和已上市藥物進行小鼠體外模型試驗和計算機虛擬篩選，以尋找抗EBOV的化合物。在2013年，Johansen, L. M.等人通過對一係列選擇性雌激素受體調節劑進行了實驗，包括抗癌藥物托瑞米芬（toremifene），發現它們有潛在的EBOV病毒抑製作用，但他們並沒有闡明這其中的作用機製1-4。
最近，牛津大學的David I. Stuart等研究者們以EBOV外膜糖蛋白（GP）為研究對象，發現托瑞米芬可以結合GP並降低其穩定性，從而阻斷病毒與內體膜的融合，起到抗病毒的效果。他們還解析了GP蛋白、GP蛋白與托瑞米芬以及布洛芬（ibuprofen）複合物的晶體結構，闡明了托瑞米芬的可能作用機製。（Toremifene interacts with and destabilizes the Ebola virus glycoprotein.Nature, 2016, 535, 169-172, DOI: 10.1038/nature18615）
藥物結構及電子密度圖。圖片來源：Nature
EBOV外膜有一個三聚糖蛋白（GP，被furin蛋白剪切成GP1和GP2兩個亞基），單獨負責附著宿主細胞、內核入口和膜的融合。因此，GP是研發抗病毒藥物的首要靶點。研究人員利用重組EBOV外膜糖蛋白（GP），通過蛋白熱轉移方法，測試了9種化合物是否與蛋白直接結合。實驗結果表明，托瑞米芬劑量為100 μM，pH值為5.2時，能將EBOV GP融化溫度（Tm）顯著降低14 ℃。這和以前報道的抑製劑降低蛋白融化溫度會增加蛋白結構的穩定性的研究結果相反5。相比之下，布洛芬表現為僅有一個很臨界的效果（Tm降低值小於2 ℃），缺乏潛在的病毒抑製作用。
GP融化溫度的改變。圖片來源：Nature
研究者還首次報道了沒有配體的EBOV GP蛋白以及GP與托瑞米芬以及布洛芬（ibuprofen）複合物的高分辨晶體結構。令人驚奇的是，托瑞米芬和布洛芬都結合在亞基GP1和GP2之間的一個空穴處，這個空穴位於一個巨大的隧道入口處，而這個大隧道可與其他類似的隧道連接。藥物與GP1和GP2的相互作用都是以疏水作用為主。在絲狀病毒中，與結合這些藥物有關的氨基酸殘基都高度保守，馬爾堡病毒（Marburg virus，MARV）除外，這說明馬爾堡病毒很可能不會與這些藥物結合。
藥物-蛋白結合位點結構。圖片來源：Nature
這一工作闡明了藥物對病毒的抑製機製，為研發更多抗EBOV藥物提供可行的方向。
參考文獻：
1. Edwards, M. R. et al. High-throughput minigenome system for identifying small-molecule inhibitors of Ebola virus replication. ACS Infect. Dis., 1, 380–387 (2015).
2. Johansen, L. M. et al. FDA-approved selective estrogen receptor modulators inhibit Ebola virus infection. Sci. Transl. Med., 5, 190ra79 (2013).
3. Johansen, L. M. et al. A screen of approved drugs and molecular probes identifies therapeutics with anti-Ebola virus activity. Sci. Transl. Med., 7, 290ra89 (2015).
4. Kouznetsova, J. et al. Identification of 53 compounds that block Ebola virus-like particle entry via a repurposing screen of approved drugs.Emerg. Microbes Infect., 3, e84 (2014).
5. Lea, W. A. &Simeonov, A. Differential scanning fluorometry signatures as indicators of enzyme inhibitor mode of action: case study of glutathione S-transferase. PLoS One, 7, e36219 (2012).
http://www.nature.com/nature/journal/v535/n7610/full/nature18615.h1l
