本论文中,以结构为基础的药物开发包括两个靶点:1)肠道病毒71型3C蛋白酶;2)柯萨奇病毒B3型3D聚合酶。1.手足口病(HFMD)是一种全球性传染病,该病是由肠道病毒引起的。近年来在中国的发病率显著升高。引起手足口病的病原体中肠道病毒71型(EV71)是最主要的,它能够引起神经系统并发症,导致严重的后遗症,甚至导致死亡,是致死率较高、传染性相对最强的肠道病毒,因此对其治疗和预防药物的研究越来越重要。3C(3C protease,3Cpro)蛋白酶在EV71病毒蛋白的成熟过程中起着关键作用,3C蛋白酶还能作用于宿主细胞内的多种转录因子以及细胞因子,抑制宿主细胞本身蛋白的表达,从而破坏宿主的免疫机制,此外3C蛋白酶还具有RNA结合活性,在病毒的复制中起作用。因此,3C蛋白酶是抗EV71特效药物设计和开发的重要靶点之一。本课题中,我们对实验室的小分子药物库中的一部分小分子进行了筛选。通过分子克隆、蛋白表达和纯化、结晶、soaking以及X射线衍射和结构解析的方法解析了 3C蛋白酶和小分子片断的复合物结构,并找到了结合在3C蛋白酶RNA结合区域的小分子片断,为后面基于片断的药物设计打下了基础。2.病毒性心肌炎(Viral myocarditis,VMC)是病毒感染心肌细胞引起的,目前国内VMC的病死率均呈上升趋势,临床表现轻重不一。其中柯萨奇病毒B3型(CVB3)是导致病毒性心肌炎的主要致病原,此外,CVB3可诱导人类胰岛胰岛β-细胞的损伤或死亡,因此被认为与Ⅰ型青少年糖尿病或胰岛素依赖型糖尿病有关。因此对其治疗和预防药物研究的重要性日渐突显。3D聚合酶(3D polymerase,3Dpol)是RNA依赖的RNA聚合酶(RdRP)是RNA病毒生命周期的核心组成部分。3Dpol负责初始负链和随后的正链RNA合成,在病毒复制中起重要作用,对于病毒活力是必需的。3Dpol的抑制剂能够抑制病毒基因组和病毒复制,成为了抗病毒药物开发的重要靶点。本课题中,我们利用分子克隆技术、蛋白表达和纯化、结晶的方法得到了蛋白晶体,但是晶体衍射率比较低,还需要进一步优化得到高分辨率的晶体以用于后续小分子片断的筛选实验。