По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 615.281.8+547.814.5 DOI:10.33920/med-13-2101-02

Поиск активных кандидатов в ряду флавоноидов в отношении возбудителя SARS-CoV-2 методом молекулярного докинга

Печинский Станислав Витальевич канд. фарм. наук, доцент кафедры фармацевтической химии, Пятигорский медико-фармацевтический институт — филиал ФГБОУ ВО ВолгГМУ Минздрава России; 3573352, Ставропольский край, г. Пятигорск, пр. Калинина, д. 11; E-mail: hplc@yandex.ru
Оганесян Эдуард Тоникович д-р фарм. наук, профессор, заведующий кафедрой органической химии, Пятигорский медико-фармацевтический институт — филиал ФГБОУ ВО ВолгГМУ Минздрава России; 3573352, Ставропольский край, г. Пятигорск, пр. Калинина, д. 11; E-mail: edwardov@mail.ru
Курегян Анна Гургеновна канд. фарм. наук, доцент кафедры фармацевтической химии, Пятигорский медико-фармацевтический институт — филиал ФГБОУ ВО ВолгГМУ Минздрава России; 3573352, Ставропольский край, г. Пятигорск, пр. Калинина, д. 11; E-mail: Kooreguan@mail.ru

Метод молекулярного докинга является удобным и экономичным инструментарием для направленного скрининга биологически активных структур. Этот метод позволяет выявить связь между строением и активностью, а также проводить поиск новых активных соединений. В связи с тем что в настоящее время экспериментально и клинически показана противовирусная активность флавоноидов и их производных, изучение их противовирусной активности по отношению к SARS-CoV-2 является перспективным исследованием. В эксперименте in silico изучена возможность связывания 20 флавоноидов-лигандов и основной протеазы SARS-CoV-2. Определены структурные особенности производных флавона и флаванона, которые определяют их способность блокировать основную протеазу вируса SARS-CoV-2. Предложены структуры восьми новых кандидатов, связывающих основную протеазу SARS-CoV-2, имеющих перспективу синтеза и дальнейшего фармакологического исследования.

Литература:

1. Abhjieet Pandeya et al. Potential therapeutic targets for combating SARS-CoV-2: Drug repurposing, clinical trials and recent advancements. Life Sciences. 2020 Sep 1; V. 256: 117883.

2. Adem S., Eyupoglu V., Sarfraz I., Rasul A., Ali M. Identification of Potent COVID-19 Main Protease (Mpro) Inhibitors from Natural Polyphenols: An in Silico Strategy Unveils a Hope against CORONA. 2020 March 23; 2020030333.

3. ArgusLab, GA Dock: http://www.arguslab.com/arguslab.com/ArgusLab.html.

4. Bai Y.-X., Xu Y.-H., Wang X., Sun C., Y. Guo, S. Qiu, K.-W. Ma Advances in SARSCoV-2: a systematic review. European Review for Medical and Pharmacological Sciences. 2020; 24: 9208–9215.

5. Cutting W. C., Dreisbach R. H., Azima M., Neff B. J., Brown B. J., Wray J. Antiviral chemotherapy. V. Further report on flavonoids, Stanford Med. Bull. 1951; 9: 236–242.

6. Du L., He Y., Zhou Y., Liu S., Zheng B.-J., Jiang S. The spike protein of SARS-CoV — a target for vaccine and therapeutic development. Nat. Rev. Microbiol. 2009; 7: 226–236.

7. Fischer A., Sellner M., Neranjan S., Markus A. Lill, Smieško M. Potential Inhibitors for Novel Coronavirus Protease Identified by Virtual Screening of 606 Million Compounds. ChemRxiv. 2020 Oct 15; https://doi.org/10.26434/chemrxiv.11923239.v2.

8. GAMESS: http://www.msg.chem.iastate.edu/gamess/download.html.

9. Hai-xia Su, Sheng Yao, Wen-feng Zhao et al Anti-SARS-CoV-2 activities in vitro of Shuanghuanglian preparations and bioactive ingredients. Acta Pharmacologica Sinica. 2020; 41: 1167–1177.

10. Ines L. Paraiso, Johana S. Revel, Jan F. Stevens Potential use of polyphenols in the battle against COVID-19. Current Opinion in Food Science. 2020; 32: 149–155.

11. Javaid Ahmad Sheikh et al. Emerging genetic diversity among clinical isolates of SARS-CoV-2: Lessons for today. Infection, Genetics and Evolution. 2020; 84: 104330.

12. Kaul T. N., Middleton Jr. E., Ogra P. L. Antiviral effect of flavonoids on human viruses, J. Med. Virol. 1985; 15: 71–79.

13. Krishnaprasad Baby, Swastika Maity, Chetan H. Mehta, Akhil Suresh, Usha Y. Nayak, Yogendra Nayak Online ahead of print. Targeting SARS-CoV-2 Main Protease: A Computational Drug Repurposing Study. Arch Med Res. 2020 Sep 17; S0188–4409 (20) 30957–7.

14. Linlin Zhang Daizong Lin, Xinyuanyuan Sun et al. Crystal structure of SARS-CoV-2 main protease provides a basis for design of improved α-ketoamide inhibitors. Science. 2020 Apr 24; 368: 409–412.

15. Protein Data Bank http://www.rcsb.org.

16. PubMed https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov.

17. Russo M., Moccia S., Spagnuolo C., Tedesco I., i Russo G. L. Roles of flavonoids against coronavirus infection. Chemico-Biological Interactions. 2020 Sep 1; 328: 109211.

18. SeeSAR10.1: https://www.biosolveit.de/SeeSAR/changelog.

19. Seri Jo, Hyojin Kim, Suwon Kim, Dong Hae Shin, Mi-Sun Kim Characteristics of flavonoids as potent MERS-CoV 3C-like protease inhibitors. Chem. Biol. Drug Des. 2019; 94: 2023–2030.

20. World Health Organization, global website: https://www.who.int/selection_ medicines/list/en.

21. Zhenming Jin1 et al. Structure of Mpro from COVID-19 virus and discovery of its inhibitors. Nature. 2020; 582: 289–293.

1. Abhjieet Pandeya et al. Potential therapeutic targets for combating SARS-CoV-2: Drug repurposing, clinical trials and recent advancements. Life Sciences. 2020 Sep 1; V. 256: 117883.

2. Adem S., Eyupoglu V., Sarfraz I., Rasul A., Ali M. Identification of Potent COVID-19 Main Protease (Mpro) Inhibitors from Natural Polyphenols: An in Silico Strategy Unveils a Hope against CORONA. 2020 March 23; 2020030333.

3. ArgusLab, GA Dock: http://www.arguslab.com/arguslab.com/ArgusLab.html.

4. Bai Y.-X., Xu Y.-H., Wang X., Sun C., Y. Guo, S. Qiu, K.-W. Ma Advances in SARSCoV-2: a systematic review. European Review for Medical and Pharmacological Sciences. 2020; 24: 9208–9215.

5. Cutting W. C., Dreisbach R. H., Azima M., Neff B. J., Brown B. J., Wray J. Antiviral chemotherapy. V. Further report on flavonoids, Stanford Med. Bull. 1951; 9: 236–242.

6. Du L., He Y., Zhou Y., Liu S., Zheng B.-J., Jiang S. The spike protein of SARS-CoV — a target for vaccine and therapeutic development. Nat. Rev. Microbiol. 2009; 7: 226–236.

7. Fischer A., Sellner M., Neranjan S., Markus A. Lill, Smieško M. Potential Inhibitors for Novel Coronavirus Protease Identified by Virtual Screening of 606 Million Compounds. ChemRxiv. 2020 Oct 15; https://doi.org/10.26434/chemrxiv.11923239. v2.

8. GAMESS: http://www.msg.chem.iastate.edu/gamess/download.html.

9. Hai-xia Su, Sheng Yao, Wen-feng Zhao et al Anti-SARS-CoV-2 activities in vitro of Shuanghuanglian preparations and bioactive ingredients. Acta Pharmacologica Sinica. 2020; 41: 1167- — 1177.

10. Ines L. Paraiso, Johana S. Revel, Jan F. Stevens Potential use of polyphenols in the battle against COVID-19. Current Opinion in Food Science. 2020; 32: 149–155.

11. Javaid Ahmad Sheikh et al. Emerging genetic diversity among clinical isolates of SARS-CoV-2: Lessons for today. Infection, Genetics and Evolution. 2020; 84: 104330.

12. Kaul T. N., Middleton Jr. E., Ogra P. L. Antiviral effect of flavonoids on human viruses, J. Med. Virol. 1985; 15: 71–79.

13. Krishnaprasad Baby, Swastika Maity, Chetan H. Mehta, Akhil Suresh, Usha Y. Nayak, Yogendra Nayak Online ahead of print. Targeting SARS-CoV-2 Main Protease: A Computational Drug Repurposing Study. Arch Med Res. 2020 Sep 17; S0188–4409 (20) 30957–7.

14. Linlin Zhang Daizong Lin, Xinyuanyuan Sun et al. Crystal structure of SARS-CoV-2 main protease provides a basis for design of improved α-ketoamide inhibitors. Science. 2020 Apr 24; 368: 409–412.

15. Protein Data Bank http://www.rcsb.org.

16. PubMed https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov.

17. Russo M., Moccia S., Spagnuolo C., Tedesco I., i Russo G. L. Roles of flavonoids against coronavirus infection. Chemico-Biological Interactions. 2020 Sep 1; 328: 109211.

18. SeeSAR10.1: https://www.biosolveit.de/SeeSAR/changelog.

19. Seri Jo, Hyojin Kim, Suwon Kim, Dong Hae Shin, Mi-Sun Kim Characteristics of flavonoids as potent MERS-CoV 3C-like protease inhibitors. Chem. Biol. Drug Des. 2019; 94: 2023–2030.

20. World Health Organization, global website: https://www.who.int/selection_ medicines/list/en.

21. Zhenming Jin1 et al. Structure of Mpro from COVID-19 virus and discovery of its inhibitors. Nature. 2020; 582: 289–293.

Коронавирусы (подсемейство Coronavirinae, семейство Coronaviridae, отряд Nidovirales, по геномной структуре α-, β-, γ- и δ-CoV) объединяют в группу одноцепочечных патогенных РНК-вирусов, которые являются причиной заболевания животных и человека [9]. Среди основных вспышек коронавирусных инфекций следует выделить тяжелый острый респираторный синдром (SARS-CoV, 2003 г.), ближневосточный респираторный синдром (MERS-CoV, 2012 г.) и тяжелый острый респираторный синдром 2019 г. (синдром коронавируса-19, CoronaVirus-2), вызванный SARSCoV-2 [17]. В марте 2020 г. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) признала синдром коронавируса-19 пандемией. По данным на декабрь 2020 г., в мире насчитывается более 75 млн случаев заболевания синдромом коронавируса-19, из них выздоровели более 50 млн человек, и зафиксировано более 1,6 млн случаев летальных исходов [20].

Как отмечается, смертность от SARS-CoV-2 ниже, чем в случаях с SARS-CoV и MERS-CoV, однако SARS-CoV-2 имеет более высокую трансмиссивность и контагиозность, что является глобальной эпидемиологической проблемой [4]. С точки зрения этиотропного лечения мировые медицина и фармация не были готовы к такому вызову. Однако именно эта «неготовность» стала стимулом для интенсивного развития исследований по разработке этиотропных препаратов по двум основным направлениям. Первое связано с поиском вирулицидных соединений с активностью в отношении SARS-CoV-2, второе — с веществами, действующими на клетки человека и его иммунную систему.

Первые публикации о потенциальной противовирусной активности флавоноидов относятся к середине ХХ века [5]. В настоящее время экспериментально и клинически показана противовирусная активность полифенолов в отношении вируса простого герпеса (HSV-1), вируса гриппа A (H1N1), гепатитов B и C (HBV/HCV), вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) и вируса Эпштейна-Барр (EBV) [10, 12]. В связи эти мы считаем, что изучение противовирусной активности флавоноидов в отношении SARS-CoV-2 — это перспективное направление исследований. Виртуальный скриниг, а именно метод молекулярного докинга, является удобным и экономичным инструментарием для направленного скрининга биологически активных структур. Этот метод позволяет выявить связь между строением и активностью, а также проводить поиск новых активных соединений. Поиск кандидатов, активных в отношении SARS-CoV-2, не является исключением [7, 14, 21].

Для Цитирования:
Печинский Станислав Витальевич, Оганесян Эдуард Тоникович, Курегян Анна Гургеновна, Поиск активных кандидатов в ряду флавоноидов в отношении возбудителя SARS-CoV-2 методом молекулярного докинга. Фармацевтическое дело и технология лекарств. 2021;1.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: