Une étude montre une inhibition potentielle de la protéase principale du SARS-CoV-2 par des composés phytochimiques naturels

Une étude récente publiée sur Place de la recherche* serveur de préimpression, et actuellement à l’étude au Journal de modélisation moléculaire, a évalué la dynamique moléculaire de composés phytochimiques naturels potentiellement actifs pour cibler la protéase principale du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) (M^pro).

Contexte

La morbidité et la mortalité causées par la pandémie de maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) ont été considérablement réduites par les vaccins contre le SRAS-CoV-2. Cependant, il existe un scepticisme considérable concernant les complications de santé liées au vaccin après l’administration.

À propos de l’étude

La présente étude a examiné l’efficacité des constituants phytochimiques, présents dans quatre herbes médicinales, pour neutraliser le SARS-CoV-2 M^pro et leur mécanisme d’action.

L’équipe a employé le SARS-CoV-2 M^pro récepteur composé des domaines I et II ayant des barils β tandis que le domaine III avait des hélices α. L’amarrage et la visualisation ont été effectués sur ce récepteur. Aegle marmelos, Coleus amboinicus, Aerva lanta, et Biophytum sensible constituant respectivement 20, 24, 17 et 26 composés phytochimiques, ont été utilisés pour obtenir les composés phytochimiques.

L’étude a ensuite évalué la ressemblance aux médicaments des médicaments sélectionnés, en s’assurant que chaque composé avait un poids moléculaire de 500 g/mol ou moins, cinq donneurs d’hydrogène ou moins, moins de 10 accepteurs d’hydrogène, moins de 10 liaisons rotatives, moins de 140 surfaces polaires (PSA), et moins de 12 donneurs et accepteurs de liaisons hydrogène au total.

En outre, les cinq propriétés pharmacocinétiques, à savoir l’absorption, la distribution, le métabolisme, l’excrétion et la toxicité (ADME/T) des médicaments ont également été évaluées. Une relation quantitative structure-activité (QSAR) a été utilisée pour calculer les propriétés ADME/T telles que la solubilité aqueuse, l’inhibition du cytochrome P450 (CYP250), la pénétration de la barrière hémato-encéphalique (BBB), l’hépatotoxicité, la liaison aux protéines plasmatiques (PPB) et l’intestin humain. absorption.

L’équipe a choisi le site de liaison du M^pro selon la localisation du peptide inhibiteur N3. En outre, un point chaud a été formé au site d’interaction des récepteurs polaires et non polaires à l’aide d’un criblage virtuel à haut débit (HTVS). De plus, les énergies de liaison (BE) des composés phytochimiques ont été calculées et des simulations de dynamique moléculaire (MD) de complexes protéine-ligand avec des valeurs d’amarrage élevées ont été effectuées.

Résultats

L’étude a évalué 87 composés phytochimiques obtenus à partir des quatre herbes. L’énergie de liaison pour Aegle Marmelos les composés phytochimiques variaient de -8,55 kcal/mol à -7,14 kcal/mol tandis que le score LibDock variait entre 142,00 et 63,00. Notamment, la tigogénine, l’aegelinoside et le déhydromarmeli avaient les énergies de liaison les plus élevées de -8,55 kcal/mol, -8,54 kcal/mol et -8,53 kcal/mol, respectivement.

Aussi, imperatorine, O-prénylhalfordinol, skimmianine, xanthotoxine, N-[2-ethoxy-2-(4-methoxyphenyl)ethyl]cinnamide, aeglemarmaelosine, aegeline et anhydromarmeline avaient des énergies de liaison allant de -8,41 kcal/mol à -8,06 kcal/mol.

Un inhibiteur de l’alpha-glucosidase présent dans Aegle Marmelos appelé aegelinoside B, a interagi avec l’acide glutamique-166 (GLU166), la glutamine-192 (GLN192), la thréonine-190 (THR190), l’arginine-188 (ARG188) et le GLN189.

Sur les 17 composés phytochimiques présents dans Aerva lanata, un alcaloïde canthin-6-one biologiquement actif, appelé ervoside, avait un score LibDock de 129,69 kcal/mol. Les résidus d’acides aminés comme la tyrosine-54 (TYR54), l’histidine-172 (HIS172), la cystéine-145 (CYS145), la sérine-144 (SER144), la méthionine-165 (MET165) et le MET49 ont interagi avec l’ervoside.

Un autre phytochimique appelé féruloyltyramine avait un score LibDock de 123,22 kcal/mol et avait trois liaisons hydrogène avec la protéine virale. La quercétine, avec un score LibDock compris entre 110 et 130 kcal/mol, a montré des effets protecteurs contre les lésions rénales liées au COVID-19 grâce à ses cinq liaisons hydrogène avec les résidus d’acides aminés glycine-143 (GLY143), SER144 et MET165.

L’épicatéchine, présente dans Biophytum sensitivum, avait une énergie de liaison de -7,69 kcal/mol. Des résidus comprenant HIS164, HIS163, SER144, phénylalanine-140 (PHE140) et asparagine-142 (ASN142) ont interagi avec ce ligand. De plus, tous les composés phytochimiques présents dans Coléus amboinicus avaient des scores LibDock inférieurs à 100.

Tous les composés, à l’exception de l’acide 3-hydroxy-4-méthoxybenzoïque, avaient une biodisponibilité orale suffisante pour fonctionner efficacement comme médicaments oraux potentiels. Des niveaux faibles, moyens, élevés ou très élevés de pénétration de la BBB ont été observés pour la plupart des médicaments, à l’exception du gamma sitostérol, du 4′,7-diméthoxykaempférol, du stigmast-4-en-3-one, de la dl-phényléphrine, de la 3-hydroxy- Acide 4-méthoxybenzoïque, ervoside et méthoxykaempférol. En outre, le gamma sitostérol, l’anhydromarmeline et le stigmast-4-en-3-one ont montré des niveaux significatifs de liaison aux protéines plasmatiques.

Conclusion

Les résultats de l’étude ont montré la puissance des composés phytochimiques biochimiques obtenus à partir d’herbes pour cibler le SARS-CoV-2 M^pro récepteur.

Selon cette étude, six des composés phytochimiques actifs peuvent être évalués plus avant en tant que potentiel M^pro inhibiteurs en fonction de leurs scores d’amarrage significatifs. Ces composés phytochimiques efficaces sont l’ervoside et la féruloyltyramine obtenus à partir de Aerva lanataépicatéchine de Biophytum sensibleet l’époxyauraptène, la marmine et l’aegelinoside B de Aegle Marmelos.

Les chercheurs pensent que ces résultats peuvent constituer la base d’études plus approfondies sur les herbes médicinales et leur utilisation comme dispositif thérapeutique contre le SRAS-CoV-2.

*Avis important

Research Square publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.