图1 猴痘病毒核心蛋白酶的结构和底物识别机制

研究团队成功表达并纯化了具有活性的猴痘病毒核心蛋白酶，结合单颗粒冷冻电镜和X射线晶体衍射技术，解析了其高分辨率的三维结构。发现核心蛋白酶呈现出二体的组装模式，并且其二体相互作用模式与其他重要人类病毒的蛋白酶不同，是核心蛋白酶结构稳定和发挥催化功能的关键。为了开发强效的新型靶向抑制剂，研究团队开展了病毒核心蛋白酶底物识别和催化机制的研究。研究人员以核心蛋白酶一种天然底物P25K的序列为基础，设计了一段C末端醛基取代的底物类似物I-G18。I-G18能够与核心蛋白酶的催化中心的Cys328共价结合，模拟催化中间态的结构特征。研究团队通过冷冻电镜技术，解析了这一复合物的三维结构（图1）。以核心蛋白酶的底物识别机制为基础，设计合成了一系列拟肽类抑制剂，其中A3-A6具有高效的病毒核心蛋白酶抑制活性和抗病毒活性，同时具有良好的安全性。解析了抑制剂A3与核心蛋白酶的复合物结构，阐明了这类化合物的抑制机制。这些研究结果表明了化合物A3-A6在后续开发广谱抗痘病毒抑制剂上的具有巨大潜力，是良好的先导化合物。

这些研究成果一方面为当前猴痘病毒的防治提供了全新的科学依据和潜在治疗手段，另一方面为应对未来可能由正痘病毒属引发的公共卫生安全威胁储备了前瞻性解决方案，具有广阔的应用前景。