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自2012年起,一种新型冠状病毒——中东呼吸综合征冠状病毒(Middle East Respiratory Syndrome coronavirus, MERS-CoV)持续在中东地区蔓延,已造成上百例感染病例,致死率高达50%。这是继2003年爆发的严重急性呼吸系统综合征冠状病毒(Severe Acute Respiratory Syndrome coronavirus, SARS-CoV)、2004年发现的人类冠状病毒NL63(Human Coronavirus NL63,HCoV-NL63)以及2006年发现的人类冠状病毒HKU1(Human Coronavirus HKU1, HCoV-HKU1)之后发现的又一个人类冠状病毒家族的新成员,这表明冠状病毒对人类健康的威胁始终存在,然而到目前为止,在世界范围内还没有切实有效的能用于临床治疗MERS-CoV、SARS-CoV等冠状病毒感染的疫苗或特效药物。冠状病毒作为单股正链RNA病毒,编码约16个非结构蛋白(non-structural proteins, nsps)介导自身的转录复制过程。这其中,nsp5(即主蛋白酶)参与将冠状病毒基因组编码的复制酶多蛋白(polyproteins, pp1a, pp1ab)酶切水解为病毒基因组复制所必需的16个非结构蛋白的过程,因而在冠状病毒的转录复制中发挥了至关重要作用。并且在人体内不存在nsp5的同源蛋白,因而nsp5蛋白是一个良好的抗冠状病毒靶点。本论文首先运用分子置换法解析了MERS-CoV nsp5与N3抑制剂复合物的2.27A晶体结构,分析了nsp5与N3抑制剂间的精确相互作用,验证了MERS-CoVnsp5以同源二聚体的形式发挥活性功能,以Cys-His二体构成催化活性中心,为理解N3抑制MERS-CoV nsp5的反应机理提供了良好的结构基础；并且我们通过体外构建的荧光酶活体系定量分析了N3分子对MERS-CoV nsp5的抑制活性,从结构和功能两方面证实了N3确实是MERS-CoV nsp5的良好抑制剂；其次,我们比较并分析了冠状病毒亚科不同成员(MERS-CoV、SARS-CoV、 HCoV-HKU1和IBV)的nsp5结合N3抑制剂的高度结构保守性及轻微差异,期望为抗MERS-CoV的抑制剂开发提供优化指导。本论文的另外一部分工作为SARS-CoV nsp13蛋白的蛋白质晶体学研究。nsp13具有解旋酶及NTPAse酶功能,是冠状病毒转录复制过程不可缺少的核心酶之一,也是一个良好的抗冠状病毒药物靶点。在本论文中,我们通过合理的分子克隆构建及有效的蛋白表达纯化手段,获得了SARS-CoV nsp13母体晶体的X射线衍射数据(2.9A),为最终解析SARS-CoV nsp13的三维结构奠定了良好的基础。