2012年在中东地区出现的中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-Co V)是感染人的又一种高致病性冠状病毒。MERS已在全球20个国家出现感染病例,2015年5月我国也出现了输入性MERS感染病例。目前尚无针对MERS的特效疫苗和药物。3CLpro和PLpro是MERS病毒编码的两种关键蛋白酶,是抗病毒药物研究的重要靶蛋白。本实验首先构建了基于生物传感器的MERS冠状病毒蛋白酶研究模型,利用该模型对MERS的两个蛋白酶PLpro和3Clpro活性进行了研究,发现PLpro对切割位点nsp2/3,nsp3/4的切割效率高,而对切割位点nsp1/2的切割效率最低;进一步比较了多种冠状病毒蛋白酶分别对各底物切割活性,发现人类冠状病毒如SARS、MERS、NL63等蛋白酶对该三个底物的切割效率明显高于动物冠状病毒PEDV PLP2蛋白酶,这可能与病毒宿主特异性相关。实验确定了MERS PLpro抑制剂筛选模型的目标酶蛋白为不带跨膜结构域的PLpro,生物传感器信号感应最佳底物nsp2/3。对MERS 3CLpro的研究过程中,通过基因工程方法分别合成了带酶切割位点nsp4/5、5/6、6/7、7/8的生物传感器,利用该四种传感器对MERS 3CLpro蛋白酶活性进行了研究,发现其对位点nsp7/8之间的SVLQA的切割效率最高;进一步分别对蛋白酶关键位点和底物各个位点进行了突变,发现L、Q、A在蛋白酶识别过程中起着重要的作用。最终确定nsp7/8作为蛋白酶3CLpro抑制剂筛选模型的生物传感器最佳效应底物。利用上述生物传感器分别筛选作用于冠状病毒蛋白酶3CLpro和PLpro的抑制剂,从临床试验候选药物、植物天然提取药物以及非肽类小分子合成药物中,初步获得几种抗MERS冠状病毒的候选药物,将为研究开发新型抗MERS药物研究奠定基础。