Докинг-анализ природного соединения прополиса был успешно проведен против основной протеазы SARS-CV2

In silico исследование потенциальных ингибиторов основной протеазы и спайкового белка SARS-CoV-2 в прополисе

Особенности
•
Соединение прополиса состоит из флавоноида, фенола и фенилпропаноида.

•
Межмолекулярное взаимодействие между SARS-CoV-2 M pro и 3'-метоксидаидзином имеет более сильную энергию связи среди других.

•
Четыре соединения обладают более сильной энергией связывания, чем правастатин, с белком-шипом SARS-CoV-2.

•
Кандидатом на ингибирование SARS-CoV-2 M pro был метилфиопогонон А, 3'-метоксидаидзин и генистин.

Абстрактный
Докинг-анализ природного соединения прополиса был успешно проведен против основной протеазы SARS-CoV-2 (Mpro) и субъединицы белка- шипа 2 (S2). Первоначально белок прополиса был проверен с помощью хроматографического анализа и успешно идентифицировал 22 соединения в прополисе. Далее были исследованы четыре соединения, а именно необлаваизофлавон, метилфиопогонон А, 3'-метоксидаидзин и генистин . Аффинность связывания 3'-Methoxydaidzin был -7,7 ккал / моль, который похож на нелфинавира(контроль), а остальные -7,6 ккал / моль. Однако мы обнаружили ключевой остаток Glu A: 166 в метилфиопогононе А и генистине, хотя расчетная энергия связывания немного выше, чем у нелфинавира. Напротив, прогнозируемая аффинность связывания необлаваизофлавона, метилфиопогонона A, 3'-метоксидаидзина и генистина против S2 составляла -8,1, -8,2, -8,3 и -8,3 ккал / моль соответственно, что намного ниже контрольного значения (правастатин , -7,3 ккал / моль). Вместо обычной водородной связи π-связь влияла на сродство связывания с S2. Результаты показывают, что это первое сообщение о метилфиопогононе А, 3'-метоксидаидзине и генистине в качестве кандидатов на роль противовирусных агентов.
результаты и обсуждение
В этом исследовании мы успешно идентифицировали коммерческий прополис, который обычно потребляет индонезийцы. Профиль соединений прополиса показан в таблице 3 . В прополисе было обнаружено 22 соединения полифенола, которые классифицируются как флавоноид, фенольная кислота и фенилпропаноид. Структура флавоноида была построена пятнадцатью углеродными скелетами, образующими два бензольных кольца, связанных с пирановым гетероциклическим кольцом. Более того, известны три подгруппы флавоноидов, такие как флавоны, флавононы и флавонол, в зависимости от их положения гидроксильных связей, карбонильных связей и водородных связей [ 48]. 15 соединения , идентифицированные как флавоноид в прополис во время удерживания 7,15, 7,16, 10,86, 11,2, 12,48, 12,51, 13,5, 13,55, 14,12, 14,34, 14,77, 15,08, 16,45 мин были 3'-Methoxydaidzein, 3'-Methoxydaidzin, генистин , xanthomicrol , 3 ', 5,6,7-тетрагидрокси-4'-метоксиизофлавон, метилфиопогонон A, 3'-дезоксисаппанол, 3'4', 7-тригидроксифлаванон, мозлозоофлавон, лютеолин, 2 ', 6'-дигидрокси-4'-метоксидигидрохалкон, хризоэриол, яцеозидин, (3R) -7,2', 3'-тригидрокси-4'-метоксиизофлаванон и необаваизофлавон, соответственно. Все флавоноидные соединения, обнаруженные в прополисе, были отнесены к группе флавонов, за исключением 3'-дезоксисаппанола, который попадает в категорию флавонолов. Остальные были разделены на фенольную кислоту, то есть изоферуловую кислоту, диметилкафеиновую кислоту, коричную кислоту, кофейную кислоту, фенилпропаноид бензилкафеат (2,5-диметил-7-гидроксихромон и изоалорезин D). Изоферуловая кислота, коричная кислота, кофейная кислота и диметилкаффеиновая кислота были отнесены к подгруппе гидроксикоричной кислоты, а бензил кофеат - гидроксибензойной кислотой
Все идентифицированные соединения прополиса стыковались с двумя белками-мишенями: M pro и S2. Несколько положительных контролей также были прикреплены к белку-мишени. Кроме того, было добавлено подмножество стыковочных ловушек для дальнейшей проверки параметров стыковки. Наша процедура стыковки была подтверждена с использованием лигандов-ловушек, подобных нелфинавиру. которые были получены с онлайн-сервера DUD-E.

Было 51 соединение-ловушка, сопоставленное с нелфинавиром и стыкованное с активным центром M pro (6LU7) и белка S2 (6LXT). Это было сделано для увеличения обогащения лиганда, что важно для оценки процедуры стыковки и исключения ложных срабатываний. Энергия связи в результате оставалась в пределах от -8,9 ккал / моль до -5,7 ккал / моль. 33 соединения-ловушки из 51 показали более высокую энергию связывания по сравнению с комплексом M про- Нельфинавир. Кроме того, 27 молекул-ловушек не связывались с 6LU7. Следовательно, это подтверждает эффективность и протокол стыковки. При проведении этого исследования никакие другие исследования не обсуждали потенциальные взаимодействия между лигандами и белком SARS-CoV-2 S2 (6LXT). Поэтому мы первые, кто применяет такой подход.

Ранее мы пробовали стыковку с 6LU7 для нескольких одобренных FDA противовирусных препаратов в качестве его положительного контроля; Caulerpin, Дексаметазон , декстрометорфан , Никлозамид, Нитазоксанид и Преднизолон и отображаются стыковки множество -8,6, -6,9, -6,2, -7,4, -6,6, -7,1 и ккал / моль, соответственно. Мы состыковали несколько соединений (TGG, арбидол, лютеолин и кверцетин) на основе Xiu et al. (2020) [45 ] против 6LXT в качестве его положительного контроля. Аффинность связывания составляет -8,3, -6,7, -7,7, -7,6 и ккал / моль для TGG, Арбидола, лютеолин и кверцетин , соответственно. Однако эти соединения не были одобрены FDA противовирусными препаратами. Правастатинотносится к статинам, которые являются гиполипидемическими, противовоспалительными и потенциально антиретровирусными препаратами. Кроме того, на нескольких клеточных путях правастатин может блокировать систему взаимодействия вирус-хозяин, которая может действовать как эффективное соединение, в отличие от инфекцииH1N1[50].

Нелфинавир идентифицирован как потенциальный ингибитор основной протеазы COVID-19 на основании расчетов свободной энергии связывания с использованием молекулярной механики с обобщенной моделью рождения и сольватации площади поверхности (MM / GBSA) и методами сольватированной энергии взаимодействия [ 51 ]. Другое исследование показало, что нелфинавир имеет второй по величине показатель стыковки (-7,9 ккал / моль) среди фавипиравира, лопинавира, симвастатина , розувастатина , правастатина, питавастатина , ловастатина, флувастатина и аторвастатина (-5,8, -7,9, -7,0, -7,7 , -6,6, -8,2, -7,4, -7,7 и -6,8 ккал / моль) против протеазного фермента SARS-CoV-2 (PDB: 6LU7). Вовлеченные сайты связывания - это GLN189, GLU166 и CYS145, которые были доступны в нашем результате стыковки [ 52 ].

Сродство связывания каждого соединения с белком-мишенью показано в таблице 4 . Свободная энергия связывания и константа связывания (Ki) связаны друг с другом для поддержки данных оценки стыковки. Таким образом, чем отрицательнее свободная энергия связывания, тем более благоприятное связывание, а чем ниже значение Ki, тем более благоприятное связывание. Они показали многообещающую аффинность связывания с M pro и S2 с переменной энергией свободного связывания в диапазоне от -5,4 до -7,7 ккал / моль и от -5,3 до -8,3 ккал / моль, соответственно. Широкий диапазон аффинности связывания с целевым белком может объяснить существование гидрофобных ароматических колец и гидрофильных гидроксильных групп флавоноидов

Продолжение здесь: https://www.facebook.com/veniamin.zaycev/posts/4636342009733855