一类三萜结构及其类似物及在制备抗病毒药物中

本发明涉及一类三萜结构化合物及其类似物通过干扰核糖体稳定性从而抑制病毒蛋白的合成，最终发挥抗病毒的作用。背景技术：1、病毒是由核酸(dna或rna)包裹在蛋白质的外壳中构成的微小生物体，无法独立生存，需要寄生在宿主细胞内才能复制和繁殖。因此，病毒必须利用宿主体内的各种机器完成自身所需物质的合成。其中，病毒利用宿主的核糖体完成了自身包装所需蛋白质的合成。真核生物中核糖体分为60s和40s大小亚基。这两个亚基必须有机的结合在一起形成完整的核糖体，并在翻译过程中保持稳定性，才能有效解读mrna上的密码子并合成蛋白质。2、hiv(人类免疫缺陷病毒)是一种攻击人体免疫系统的病毒，它最终会导致艾滋病(获得性免疫缺陷综合症)。hiv通过破坏和攻击人体的cd4+t淋巴细胞(一种关键的免疫细胞)而削弱免疫系统，使身体更容易感染其他疾病。hiv的治疗主要通过抗逆转录病毒药物(antiretroviral drugs，简称arv)来控制病毒的复制，提高患者的免疫系统功能，减缓病毒对身体的损害。这些药物被分为不同的类别，包括：核苷酸逆转录酶抑制剂(nrtis)：这些药物通过阻止病毒在感染新细胞时复制其遗传物质rna，从而抑制病毒的生长。非核苷酸逆转录酶抑制剂(nnrtis)：这类药物也是用于阻断病毒复制的途径，但是它们通过不同的机制来实现。蛋白酶抑制剂(pis)：这些药物阻止病毒在感染后制造新的病毒颗粒，从而减缓感染的进展。整合酶抑制剂(instis)：这类药物通过阻止病毒将其遗传物质整合到宿主细胞的dna中，阻止病毒复制。ccr5拮抗剂：这些药物通过阻止病毒进入cd4细胞的ccr5受体来减缓感染。然而，目前仍未发现可以靶向核糖体而治疗hiv的小分子化合物。3、hiv利用宿主核糖体的程序性移码机制来实现自身蛋白的合成，程序性核糖体移码并不是发生在这些病毒mrna的任意位置，而是需要一段特殊的rna序列，这段序列包含了两个典型的特征，滑动序列和茎环序列，这个序列特征在目前的7种病毒中都能够被找到。首先滑动序列(slippery sequences)通常由一段七个核苷酸x xxy yyz组成，其中x和y分别指代相同的序列。茎环结构在滑动序列的下游，可以形成rna二级结构而有效促进程序性核糖体移码的发生。4、以hiv-1为例，进一步说明核糖体程序性移码的相关机制与生物学作用。在hiv-1病毒中，-1prf的发生信号位于gag和pol开放阅读框(orf)之间，hiv-1gag-pol mrna中有一个由七核苷酸滑动序列(u uuu uua)和一个下游rna茎环构成的环状序列(stem loop)，核糖体在翻译过程中遇到此信号时，核糖体会在这个序列中暂停，在绝大部分情况下，核糖体按照原来的读码框继续翻译直至终止密码子，产生gag蛋白。然而，由于5％的核糖体在此区域能够向后移动一个核苷酸，进而在下游产生一个全新的阅读框，该新的阅读框可以编码pol蛋白，进而翻译生成gag-pol融合蛋白，其中gag蛋白是病毒结构蛋白，pol是病毒关键的酶蛋白，所以pol蛋白的产生对hiv-1的成熟与包装至关重要。该融合蛋白在病毒蛋白酶protease的进一步作用下，gag蛋白被切割成p17、p24、p7等结构蛋白，pol蛋白被切割成反转录酶(reverse transcriptase)、整合酶(integrasse)等酶蛋白。hiv-1正是利用这种机制，严格控制了gag-pol蛋白的产生比例为20:1，才能包装出一个完整的病毒。5、因此，从病毒的角度来看，核糖体在他们的生理过程中发挥了重要的作用。如果能够设计影响核糖体程序性移码的小分子化合物在抗病毒治疗方面都有非常积极的作用。技术实现思路1、本发明根据核糖体大小亚基的特殊结构，通过虚拟设计再结合实验验证，发现了一种全新的化合物，其结构通式如式i所示，这种化合物可以显著降低核糖体在翻译hiv病毒蛋白gag-pol过程中，导致核程序性糖体移码效率降低，致使hiv-1病毒无法利用核糖体合成自身所需的蛋白，从而导致hiv病毒的死亡，最终达到抗病毒的效果。2、本发明的第一方面设计一种可以显著降低程序性核糖体移码的小分子化合物，其结构通式如图1和式ι所示：3、4、其中，a1,a2,a3,a4分别独立选自葡萄糖、鼠李糖、岩藻糖、洋地黄毒糖、夹竹桃糖等，或缺失；r1,r2,r3,r4分别独立选自h,ch3,oh或cho。5、本发明的第二方面，利用这种小分子化合物制备抗病毒药物；所述三萜结构及其类似物抑制病毒在细胞内蛋白的合成，从而达到抗病毒的效果。6、所述三萜结构及其类似物为毒毛旋花子苷元strophanthidin，洋地黄毒苷元葡萄糖基岩藻糖苷glucodigifucoside，去乙酰毛花苷丙deslanoside，铃兰毒苷convallatoxin中的一种或多种。7、本发明将pnl-43-de突变型质粒转入细胞后，strophanthidin，glucodigifucoside，deslanoside，convallatoxin四种小分子化合物处理细胞，检测病毒粒子产生的情况。如实施例5和6所示，strophanthidin，glucodigifucoside，deslanoside，convallatoxin处理之后上清中p24蛋白和病毒粒子均显著下降，表明这类化合物具有显著的抗病毒效果。8、本发明的效益主要体现在：9、(1)、本发明设计了一种可以显著影响程序性核糖体移码的小分子化合物，并利用这些小分子化合物在抗hiv-1病毒中发挥作用。技术特征：1.一类三萜结构及其类似物在制备抗病毒药物中的应用，其特征在于，所述三萜结构及其类似物结构通式如式ι所示：2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述三萜结构及其类似物为毒毛旋花子苷元strophanthidin，洋地黄毒苷元葡萄糖基岩藻糖苷glucodigifucoside，去乙酰毛花苷丙deslanoside，铃兰毒苷convallatoxin中的一种或多种或者具有结构通式特征的类似化合物。3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述病毒为hiv-1病毒。技术总结本发明提供了涉及一类三萜结构及其类似物及在制备抗病毒药物中的应用；所述三萜结构及其类似物的结构式如图1所示，该三萜化合物基于抑制程序性核糖体移码而产生的抗病毒应用。将这类化合物作为制备治疗抗病毒的药物，并应用在治疗某些病毒中。以HIV‑1为例，这类化合物使HIV‑1在细胞内的增殖受到抑制，具有良好的抗病毒效果。技术研发人员：杨耿,张翀,张建康,周祝娇,姜雅爽,董肖伟,杨静宜,泮霄磊,任倩雯,黄泽凯受保护的技术使用者：浙大城市学院技术研发日：技术公布日：2024/8/15