自2019年12月以来，一种新型冠状病毒（新冠病毒）传染病在湖北省武汉市爆发，并迅速从武汉传播到其他地区，目前已被列为国际公共卫生紧急事件之一。华中科技大学同济医学院药学院湖北省天然药物化学与资源评价重点实验室李华团队于中国科学院科技论文预发布平台ChinaXiv上发表了一篇名为《Furin, a potential therapeutic target for COVID-19》的论文，通过对新冠病毒、SARS-CoV、MERS-CoV和Bat-CoVRaTG13这四个来源的刺突蛋白进行比较后，发现新冠病毒病毒序列具有冗余的PRRA序列。并通过一系列分析提出新冠病毒比其他冠状病毒更具感染性的原因。通过基于结构的虚拟配体筛选，发现了潜在的弗林蛋白酶抑制剂，可将其用于治疗新的冠状肺炎。

冠状病毒主要由四种结构蛋白组成，包括刺（S），膜（M），包膜（E）和核衣壳（N）。刺突是冠状病毒的三聚体糖蛋白，可确定冠状病毒的多样性和宿主嗜性，并介导冠状病毒结合宿主细胞的表面特异性受体和病毒-细胞膜融合。当前的研究发现新冠病毒属于β冠状病毒属，并推测它可能通过刺突蛋白与人细胞表面的血管紧张素转化酶2（ACE2）相互作用，从而感染人呼吸道上皮细胞。冠状病毒刺突蛋白在病毒感染的早期阶段起关键作用，S1结构域负责受体结合，S2结构域介导膜融合。SARS-CoV感染宿主的过程涉及两个必不可少的裂解过程，这些过程会影响SARS-CoV的感染能力。首先，通过宿主蛋白酶在S1 / S2裂解位点（例如II型跨膜丝氨酸蛋白酶（TMPRSS2），组织蛋白酶B和L）将刺突裂解为受体结合的N端S1亚基和膜融合C端S2亚基。其次，在宿主对CoVs进行内吞后，溶酶体蛋白酶介导了S2亚基的裂解（S2'裂解位点）并释放疏水融合肽，使其与宿主细胞膜融合。

弗林蛋白酶是一种前蛋白转化酶（PC），位于反式高尔基体网络（TGN）中，并被酸性pH环境激活。弗林蛋白酶可以裂解具有特定基序的前体蛋白，以产生具有生物学活性的成熟蛋白。底物裂解位点N端的第一个（P1）和第四个（P4）氨基酸必须是精氨酸“ Arg-X-X-Arg↓”（R-X-X-R，X：任何氨基酸，↓：裂解位点）。如果P2位置是碱性赖氨酸或精氨酸，裂解效率可提高约10倍。研究人员证明了传染性支气管炎病毒（IBVs）博德特毒株的刺突蛋白S1 / S2和S2'裂解位点可以被果胶识别，这是IBV-Beaudette与其他IBV的显着特征，并且具有较强的感染能力。根据弗林蛋白酶识别底物序列的特征，开发了一些短肽抑制剂。但是，对PC系列所有成员的非特异性和不可逆的抑制作用限制了它们的应用。迄今为止，尚未发现具有良好效果和高特异性的弗林蛋白酶小分子抑制剂。

通过新冠病毒的刺突蛋白序列与其高度同源序列的序列比对，发现新冠病毒的刺突的切割位点具有4个冗余氨基酸-PRRA，而在高同源性中未发现冠状病毒，它形成了类似RRAR的弗林蛋白酶样限制位点（S1）。通过ProP 1.0 Server中的预测，发现该序列确实很容易被弗林蛋白酶消化（S2）。

为了探索此序列，我们使用了BLASTp方法来查找1,000个同源刺突序列，其同源性从100％到31％，全部来自β冠状病毒。在这数千个刺突序列上进行了多个序列比对。从每个高度同源的类别（同源性大于98.5％）中选择一个序列用于进一步的序列比对，并且最终选择了约155个序列。对这155个序列进行了同源的多序列比对，然后构建了系统发育树（图1）。从系统进化树中发现，新冠病毒的穗与Bat-SL-CoV和SARS-CoV的穗具有最接近的连锁，而与MERS-CoV，HCoV-HKU1，HCoV-OC43的穗的连锁关系最远。通常，α冠状病毒中的大多数刺突蛋白不具有弗林蛋白酶切割位点，而γ冠状病毒中的大多数刺突蛋白具有弗林蛋白酶切割位点，β冠状病毒中具有或不具有弗林蛋白酶切割位点的蛋白都很常见。我们对每种类型的冠状病毒刺突通过在线软件的序列进行了弗林蛋白酶消化位点预测。发现所有具有新冠病毒 刺突序列同源性大于40％的刺突都没有弗林蛋白酶切割位点，包括Bat-CoV RaTG13和SARS-CoV（序列同一性为97.4％和78.6％）。新冠病毒中的弗林蛋白酶切割位点“ RRAR”在其家族中是独特的，其独特的插入片段为“ PRRA”。

通过分析新冠病毒刺突蛋白序列，发现大多数特征与SARS-CoV相似。它具有一个N端信号肽，分为S1和S2两部分，其中S1包含N端结构域和受体结合区。 S2主要负责膜融合。 S2的C端区域是S2'，包含融合肽，Hetad重复序列1，Hetad重复序列2和跨膜结构域。在S1和S2'之间有两个切割位点，称为CS1和CS2。但是，这两个切割位点存在一些差异。与SARS-CoV不同，新冠病毒在CS1的消化位点含有多元氨基酸（RRAR），胰蛋白酶的消化效率将大大提高。更重要的是，该位点可以被弗林蛋白酶酶识别和切割，且新冠病毒刺突蛋白的切割效率显着高于SARS-CoV，并且新冠病毒刺突蛋白在病毒成熟过程中可以被切割。与SARS-CoV相比，新冠病毒的受体亲和力和膜融合效率将大大提高。内吞过程中，新冠病毒刺突蛋白的膜融合更可能发生。这可以解释当前新冠病毒的强大传染能力。因此，弗林蛋白酶抑制剂可能是阻止其传递性的一种有小的潜在方法。

武汉大学生命科学学院教授周溪及其团队发表的《新冠病毒-encoded Nucleocapsid Protein Acts as a Viral Suppressor of RNA interference in Cells》发现发现新冠病毒编码的核衣壳蛋白（N）有效地抑制了shRNAs或siRNAs触发的RNAi。此外，与许多由其他病毒编码的VSR类似，新冠病毒的VSR在体外与人类细胞中与dsRNA相互作用，显示出双链RNA（dsRNA）结合活性。研究结果表明，新冠病毒的核衣壳蛋白在人类细胞中表现出VSR活性，这可能是新型冠状病毒的一个关键免疫逃避因子。

而在bioRxiv最近新发出的一篇名为《A Multiscale and Comparative Model for Receptor Binding of 2019 Novel Coronavirus and the Implication of its Life Cycle in Host Cells》文章中写到几乎所有的冠状病毒都通过刺突（S）蛋白识别其宿主细胞。刺突蛋白是一种糖蛋白，在病毒膜表面以同三聚体的形式表达。每个刺突蛋白进一步由两个亚基组成。 S1亚基包括一个称为受体结合域（RBD）的区域，该区域用于靶向宿主细胞中的受体，而S2亚基则调节病毒与宿主细胞之间的膜融合。刺突蛋白的这些作用表明，它可能是疫苗和治疗药物的主要靶标，它们可以通过阻断病毒的入侵来中和病毒感染。此外，在最近的报告中已经证实，新病毒新冠病毒使用与SARS冠状病毒相同的受体——ACE2进入细胞。通过X射线晶体学已经获得了人ACE2和SARS-CoV刺突蛋白的RBD区之间的复合物的原子结构。还显示，SARS-CoV中的刺突蛋白序列新冠病毒中的刺突蛋白序列具有超过70％的同一性。因此，可以合理地假设新的冠状病毒使用与ACE2类似的结合界面作为SARS进入人类宿主细胞。

相关研究表明，新冠肺炎患者的组织损伤主要是因为病毒本身，而不是感染后出现的难以控制的炎症反应。弗林蛋白酶抑制剂可切断新冠病毒刺突蛋白降低其活性，并减弱新冠病毒传染力。因此，弗林蛋白酶抑制剂很有可能是一个潜在的新冠病毒特效靶向治疗药物

1. Furin, a potential therapeutic target for COVID-19 http://chinaxiv.org/abs/202002.00062
2. 新冠病毒-encoded Nucleocapsid Protein Acts as a Viral Suppressor of RNA interference in Cells http://chinaxiv.org/abs/202002.00061
3. A Multiscale and Comparative Model for Receptor Binding of 2019 Novel Coronavirus and the Implication of its Life Cycle in Host Cells https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.02.20.958272v1
4. Comparative study of the lymphocyte change between COVID-19 and non-COVID-19 pneumonia cases suggesting uncontrolled inflammation might not be the main reason of tissue injury https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.02.19.20024885v1