The COVID-19 pandemic is caused by SARS-CoV-2, a highly transmissible and pathogenic RNA betacoronavirus. Like other RNA viruses, SARS-CoV-2 continues to evolve with or without drug selection pressure, and many variants have emerged since the beginning of the pandemic. The papain-like protease, PL^pro, is a cysteine protease that cleaves viral polyproteins as well as ubiquitin and ISG15 modifications from host proteins. Leveraging our recently discovered Val70^Ub binding site in PL^pro, we designed covalent PL^pro inhibitors by connecting cysteine reactive warheads to the biarylphenyl PL^pro inhibitors via flexible linkers. Several leads displayed potent enzymatic inhibition (IC₅₀ = 0.1–0.3 μM) and antiviral activity (EC₅₀ = 0.09–0.96 μM). Fumaramide inhibitors Jun13567 (15), Jun13728 (16), and Jun13714 (18) showed favorable in vivo pharmacokinetic properties with intraperitoneal injection. The X-ray crystal structure of PL^pro with Jun13567 (15) validated our design strategy, revealing covalent conjugation between the catalytic Cys111 and the fumaramide warhead. The results suggest these covalent PL^pro inhibitors are promising SARS-CoV-2 antiviral drug candidates.

中文翻译：

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共价 SARS-CoV-2 木瓜蛋白酶样蛋白酶抑制剂的基于结构的设计


COVID-19 大流行是由 SARS-CoV-2 引起的，SARS-CoV-2 是一种高度传播和致病性的 RNA β 冠状病毒。与其他 RNA 病毒一样，SARS-CoV-2 在有或没有药物选择压力的情况下继续进化，并且自大流行开始以来已经出现了许多变体。木瓜蛋白酶样蛋白酶 PL^pro 是一种半胱氨酸蛋白酶，可裂解宿主蛋白中的病毒多蛋白以及泛素和 ISG15 修饰。利用我们最近在 PL^pro 中发现的 Val70^Ub 结合位点，我们通过柔性接头将半胱氨酸反应性弹头连接到联芳基苯 PL^pro 抑制剂，从而设计了共价 PL^pro 抑制剂。几种导线显示出有效的酶抑制 （IC₅₀ = 0.1–0.3 μM） 和抗病毒活性 （EC₅₀ = 0.09–0.96 μM）。富马胺抑制剂 Jun13567 （15） 、 Jun13728 （16） 和 Jun13714 （18） 在腹膜内注射时显示出良好的体内药代动力学特性。具有 Jun13567 （15） 的 PL^pro 的 X 射线晶体结构验证了我们的设计策略，揭示了催化 Cys111 和富马酰胺弹头之间的共价共轭。结果表明，这些共价 PL^pro 抑制剂是有前途的 SARS-CoV-2 抗病毒候选药物。