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Computers in biology and medicine2021Oct01Vol.137issue()

分子ドッキングツールを使用した仮想SARS-COV-2スパイクRBDに対するいくつかの選択的植物化学物質のシリコ研究

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文献タイプ:
  • Journal Article
概要
Abstract

背景:この世界は現在、筋鎖RNAウイルスのSARS-COV-2」によって引き起こされる「Covid-19」のパンデミック発生を目撃しています。数百万人がこの病気に世界的に屈しており、その数は日々増加しています。ウイルスゲノムは、スパイクタンパク質と宿主のアンジオテンシン変換酵素-2(ACE2)タンパク質との相互作用を通じて、ヒト宿主に入ります。Sは、地域全体で最近巻かれたワクチンの一般的なターゲットです。S領域の単一/複数の変異の最近の急増は、ワクチン誘発免疫を逃れる可能性があるため、大きな懸念事項です。これまでのところ、再利用された薬物による治療体制はあまり成功していません。 仮説:天然化合物は、その活性部位に結合し、スパイクホストACE2相互作用を不安定にすることにより、変異したスパイクタンパク質を標的とすることができます。 材料と方法:仮想的な変異スパイクタンパク質は、12の地理的位置から同時に受容体結合ドメイン(RBD)に12種類の異なる突然変異を組み込むことにより構築され、ACE2および7つのフィトケミカル、つまりアリシン、カプサイシン、シンナミン、シンガミン、キンガミン、ピペレイン、シンナミン、シンナミンジンゲベレン。分子動的(MD)シミュレーションと主成分分析(PCA)が最終的にドッキング結果の検証に使用されました。 結果:ドッキングの結果は、クルクミンとピペリンがACE2、変異スパイク、および変異したスパイク-ACE2複合体に結合するのに最も強力であり、それによりウイルス侵入を制限することを示した。ADME分析は、彼らの麻薬の立候補も証明しました。ドッキング複合体は、MDシミュレーションによって安定していることがわかりました。 結論:この結果は、SARS-COV-2の変異スパイクタンパク質に対する潜在的な治療エンティティとして、植物化学物質の役割、すなわちクルクミンとピペリンについての重要な洞察を提供します。

背景:この世界は現在、筋鎖RNAウイルスのSARS-COV-2」によって引き起こされる「Covid-19」のパンデミック発生を目撃しています。数百万人がこの病気に世界的に屈しており、その数は日々増加しています。ウイルスゲノムは、スパイクタンパク質と宿主のアンジオテンシン変換酵素-2(ACE2)タンパク質との相互作用を通じて、ヒト宿主に入ります。Sは、地域全体で最近巻かれたワクチンの一般的なターゲットです。S領域の単一/複数の変異の最近の急増は、ワクチン誘発免疫を逃れる可能性があるため、大きな懸念事項です。これまでのところ、再利用された薬物による治療体制はあまり成功していません。 仮説:天然化合物は、その活性部位に結合し、スパイクホストACE2相互作用を不安定にすることにより、変異したスパイクタンパク質を標的とすることができます。 材料と方法:仮想的な変異スパイクタンパク質は、12の地理的位置から同時に受容体結合ドメイン(RBD)に12種類の異なる突然変異を組み込むことにより構築され、ACE2および7つのフィトケミカル、つまりアリシン、カプサイシン、シンナミン、シンガミン、キンガミン、ピペレイン、シンナミン、シンナミンジンゲベレン。分子動的(MD)シミュレーションと主成分分析(PCA)が最終的にドッキング結果の検証に使用されました。 結果:ドッキングの結果は、クルクミンとピペリンがACE2、変異スパイク、および変異したスパイク-ACE2複合体に結合するのに最も強力であり、それによりウイルス侵入を制限することを示した。ADME分析は、彼らの麻薬の立候補も証明しました。ドッキング複合体は、MDシミュレーションによって安定していることがわかりました。 結論:この結果は、SARS-COV-2の変異スパイクタンパク質に対する潜在的な治療エンティティとして、植物化学物質の役割、すなわちクルクミンとピペリンについての重要な洞察を提供します。

BACKGROUND: This world is currently witnessing a pandemic outbreak of 'COVID-19' caused by a positive-strand RNA virus 'SARS-CoV-2'. Millions have succumbed globally to the disease, and the numbers are increasing day by day. The viral genome enters into the human host through interaction between the spike protein (S) and host angiotensin-converting enzyme-2 (ACE2) proteins. S is the common target for most recently rolled-out vaccines across regions. A recent surge in single/multiple mutations in S region is of great concern as it may escape vaccine induced immunity. So far, the treatment regime with repurposed drugs has not been too successful. HYPOTHESIS: Natural compounds are capable of targeting mutated spike protein by binding to its active site and destabilizing the spike-host ACE2 interaction. MATERIALS AND METHODS: A hypothetical mutated spike protein was constructed by incorporating twelve different mutations from twelve geographical locations simultaneously into the receptor-binding domain (RBD) and docked with ACE2 and seven phytochemicals namely allicin, capsaicin, cinnamaldehyde, curcumin, gingerol, piperine and zingeberene. Molecular Dynamic (MD) simulation and Principal Component Analysis (PCA) were finally used for validation of the docking results. RESULT: The docking results showed that curcumin and piperine were most potent to bind ACE2, mutated spike, and mutated spike-ACE2 complex, thereby restricting viral entry. ADME analysis also proved their drug candidature. The docking complexes were found to be stable by MD simulation. CONCLUSION: This result provides a significant insight about the phytochemicals' role, namely curcumin and piperine, as the potential therapeutic entities against mutated spike protein of SARS-CoV-2.

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