Комп’ютерне моделювання комплексу гліциризину з протеазою SARS-CoV-2 — мішенню для розробки противірусних препаратів
DOI:
https://doi.org/10.15407/dopovidi2022.01.115Ключові слова:
COVID-19, дизайн ліків, SARS-CoV-2, 3CLpro протеїназа, гліциризин, докінгАнотація
Основна протеїназа вірусу SARS-CoV-2 (3CLpro) контролює активність реплікаційного комплексу вірусу і завдяки цьому є можливою мішенню для розробки специфічних інгібіторів. Під час розробки лікарських препаратів проти SARS-CoV-2 велика увага приділяється відомим раніше ефективним хімічним сполукам. Однією з таких сполук може бути гліциризин — тритерпеноїдний сапонін, виділений із коріння солодки (Glycyrrhizae radix). У роботі наведено результати комп’ютерного моделювання комплексу гліциризину з протеазою вірусу SARS-CoV-2, проведеного з метою вивчення механізму зв’язування гліциризину в активному центрі протеази та можливого інгібування каталітичної активності ключового ферменту. Виконано молекулярний докінг гліциризину зі структурою 3CLpro SARS-CoV-2 з відкритою каталітичною петлею, отриманою з траєкторії молекулярної динаміки на 694 нс часу симуляції. Встановлено, що енергія зв’язування для кращого структурного комплексу гліциризину з 3CLpro SARS-CoV-2 становить —10, 723 ккал/моль, причому гліциризин формує дев’ять водневих зв’язків з амінокислотними залишками протеази Thr26, Asn119, Asn142, Glu166, Arg188 та Gln189.
Завантаження
Посилання
Rothan, H. A. & Byrareddy, S. N. (2020). The epidemiology and pathogenesis of coronavirus disease (COVID-19) outbreak. J. Autoimmun., 109, 102433. https: //doi. org/10. 1016/j. jaut. 2020. 102433
Liu, C., Zhou, Q., Li, Y., Garner, L. V., Watkins, S. P., Carter, L. J., Smoot, J., Gregg, A. C., Daniels, A. D., Jervey, S. & Albaiu, D. (2020). Research and development on therapeutic agents and vaccines for COVID-19 and related human coronavirus diseases. ACS Cent. Sci., 6, No. 3, pp. 315-331. https: //doi. org/10. 1021/acscentsci. 0c00272
Ksiazek, T. G, Erdman, D., Goldsmith, C. S., Zaki, S. R., Peret, T., Emery, S., Tong, S., Urbani, C., Comer, J. A., Lim, W., Rollin, P. E., Dowell, S. F., Ling, A. -E., Humphrey, C. D., Shieh, W. -J., Guarner, J., Paddock, C. D., Rota, P., Fields, B., DeRisi, J., Yang, J. -Y., Cox, N., Hughes, J. M., LeDuc, J. W., Bellini, W. J., Anderson, L. J., SARS Working Group. (2003). A novel coronavirus associated with severe acute respiratory syndrome. N. Engl. J. Med., 348, pp. 1953-1966. https: //doi. org/10. 1056/NEJMoa030781
Odynets, K. A. & Kornelyuk, A. I. (2003). Molecular aspects of organization and expression of SARS-CoV coronavirus genome. Biopolym. Cell, 19, No. 5, pp. 414-431 (in Ukrainian). https: //doi. org/10. 7124/bc. 00066F
Anand, K., Palm, G. J., Mesters, J. R., Siddell, S. G., Ziebuhr, J. & Hilgenfeld, R. (2002). Structure of coronavirus main proteinase reveals combination of a chymotrypsin fold with an extra α-helical domain. EMBO J., 21, No. 13, pp. 3213-3224. https: //doi. org/10. 1093/emboj/cdf327
Zhang, L., Lin, D., Sun, X., Curth, U., Drosten, C., Sauerhering, L., Becker, S., Rox, K. & Hilgenfeld, R. (2020). Crystal structure of SARS-CoV-2 main protease provides a basis for design of improved α-ketoamide inhibitors. Science, 368, pp. 409-412. https: //doi. org/10. 1126/science. abb3405
Kneller, D. W., Phillips, G., O’Neill, H. M., Jedrzejczak, R., Stols, L., Langan, P., Joachimiak, A., Coates, L. & Kovalevsky, A. (2020). Structural plasticity of SARS-CoV-2 3CL M(pro) active site cavity revealed by room temperature X-ray crystallography. Nat. Commun., 3202. https: //doi. org/10. 1038/s41467-020-16954-7
Cinatl, J., Morgenstern, B., Bauer, G., Chandra, P., Rabenau, H. & Doerr, H. W. (2003). Glycyrrhizin, an active component of liquorice roots, and replication of SARS-associated coronavirus. Lancet. 361, No. 9374, pp. 2045-2046. https: //doi. org/10. 1016/S0140-6736(03)13615-X
Pastorino, G., Cornara, L., Soares, S., Rodrigues, F. & Oliveira, M. B. P. P. (2018). Liquorice (Glycyrrhiza glabra): A phytochemical and pharmacological review. Phytother. Res., 32, No. 12, pp. 2323-2339. https: // doi. org/10. 1002/ptr. 6178
Wang, C., Horby, P. W., Hayden, F. G. & Gao, G. F. (2020). A novel coronavirus outbreak of global health concern. Lancet, 395, No. 10223, pp. 470-473 https: //doi. org/10. 1016/S0140-6736(20)30185-9
Harder, E., Damm, W., Maple, J., Wu, C., Reboul, M., Xiang, J. Y., Wang, L., Lupyan, D., Dahlgren, M. K., Knight, J. L., Kaus, J. W., Cerutti, D. S., Krilov, G., Jorgensen, W. L., Abel, R. & Friesner, R. A. (2016). OPLS3: A force field providing broad coverage of drug-like small molecules and proteins. J. Chem. Theory Comput., 12, No. 1, pp. 281-296. https: //doi. org/10. 1021/acs. jctc. 5b00864
Shaw, D. E. (2020). Molecular dynamics simulations related to SARS-CoV-2. D. E. Shaw Research Technical Data. Retrieved from http: //www. deshawresearch. com/resources_sarscov2. html
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Доповіді Національної академії наук України
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
