Forudsigelse af molekylær docking af tre aktive komponenter i Solidago esculenta mod ny coronavirus
I december 2019 brød den nye coronavirus SARS CoV-2 hurtigt ud i Wuhan i Hubei-provinsen. Den 22. juni 2020 var der 85018 bekræftede tilfælde af den nye coronavirus 2019 (COVID-19) i Kina, herunder 4646 dødsfald. Efterfølgende blev der rapporteret om over 8,97 millioner tilfælde af infektion i mere end 200 lande verden over, herunder USA, Italien, Spanien, Storbritannien, Frankrig, Tyskland, Iran, Schweiz, Sydkorea og Japan. De almindelige symptomer hos patienter, der er smittet med SARS-CoV-2, er feber, hoste og muskelsmerter eller træthed. S-proteinet i SARS-CoV-2 ligner strukturelt det i SARS-CoV, og begge har betydelig bindingsaffinitet til angiotensinkonverterende enzym 2 (ACE2) på overfladen af humane celler, som kommer ind i den menneskelige krop gennem ACE2-mægling. ACE2 er bredt udtrykt i væv og celler som lunger, fordøjelseskanalen og nyrerne og menes i øjeblikket at være nøglen til, at SARS-CoV-2 kan komme ind i værtsceller. Klinisk behandling har vist, at traditionel kinesisk medicin kombineret med vestlig medicin har betydelige terapeutiske virkninger på COVID-19. Indtil videre er der stadig mangel på specifikke lægemidler til behandling af COVID-19. Derfor er der et presserende behov for at finde effektive antivirale lægemidler til at bremse denne sygdom.
Paris polyphylla-planten i Liliaceae-familien, også kendt som loppefrøken, græsflodvognen og den hvide søde lilje, har en rod og stængel, der kaldes Paris polyphylla. Chonglou, som er en traditionel kinesisk medicin med en lang historie af medicinsk brug, har antiinflammatoriske, hæmostatiske, bakteriedræbende, beroligende, smertestillende, antiastmatiske og hostelindrende virkninger. Det bruges også i folkemedicinen til at behandle forskellige typer sår, karbunkler, giftige slangebid osv. Siden 1970'erne er forskningen i aktive ingredienser i tunge bygninger fortsat. På nuværende tidspunkt er der opdaget over hundrede kemiske komponenter i de tunge bygninger, hvoraf mere end 70 er steroide saponiner. Og de steroide saponiner med højere indhold i Chonglou omfatter dioscin og saponiner af spirostanol. Polyphyllin I, Polyphyllin VI og Polyphyllin VII hører alle til kategorien dioscin (figur 1), som findes i rigelige mængder i Polygonatum sibiricum og bruges i vid udstrækning til behandling af forskellige sygdomme, herunder antitumor, immunregulering, antibakterielle virkninger osv. Zhonglou saponiner er spiral steroid saponiner; Saponiner er sammensat af aglyconer og sukkerarter, glucuronsyrer eller andre organiske syrer. Det indeholder en fælles moderkerne i sin struktur (figur 1), som består af seks ringe og 27 kulstofatomer, hvor A, B, C og D er steroide moderkerner (cyclopentane dihydrophenanthrene). Steroidkernen er forbundet med en furanring E og en pyranring F. Og den er ofte forbundet i form af spiroketid. I denne artikel blev molekylær docking-metode brugt til at udforske de aktive forbindelser i kinesisk urtemedicin Yizhihua Aesculus til behandling af det nye coronavirus SARS-CoV-2. SARS-CoV-2 binder sig hovedsageligt til angiotensin-konverterende enzym 2 (ACE2)-receptoren på overfladen af humane celler gennem sit S-protein. Denne undersøgelse forudsagde bindingsaffiniteten for tre typer saponiner (I, VI, VII), der er rige på Polygonatum sibiricum, med ACE2 gennem molekylær docking-simulering.

Da SARS-CoV-2 er en nyopdaget virus, er der i øjeblikket ingen bekræftet eller tilgængelig specifik medicin. Den økonomisk effektive behandlingsstrategi er at bruge eksisterende lægemidler. Klinisk behandling har vist, at kombinationen af traditionel kinesisk medicin og vestlig medicin har betydelige terapeutiske virkninger på COVID-19. Derfor er screening af eksisterende lægemidler udvundet af traditionel kinesisk medicin en effektiv strategi. Tidligere undersøgelser har vist, at klorokin er meget effektivt til at kontrollere SARS-CoV-2-infektion in vitro. Klorokin er en 4-aminoquinolin, der ud over primært at blive brugt som malariamedicin også kan hæmme viral replikation ved at reducere den terminale glykosylering af ACE2-receptorer og forstyrre bindingen af SARS-CoV-2 til ACE2-receptorer. Cheng et al. brugte molekylær docking til at beregne bindingsenergien mellem chloroquin og ACE2. Resultaterne viste, at chloroquin har en potentiel bindingsevne med ACE2 med en fri bindingsenergi på -5,70 kcal/mol og bindingssteder på Leu-95, Gln-58 og Gln-102. Sammenlignet med klorokin er de tre saponiners frie bindingsenergier ved docking med ACE2 lavere. For nylig, med den globale spredning af SARS-CoV-2-infektion, har flere og flere forskere været involveret i screeningen af anti-SARS-CoV-2-lægemidler. Yan et al. screenede 38 kinesiske patenterede lægemidler for ACE (PDB: 1R4L) og virussens vigtigste M-protease (PDB: 6LU7) gennem molekylær docking og opdagede 10 potentielle anti-SARS-CoV-2-lægemidler, herunder artemisinin, rutin, glycyrrhizin, puerarin, andrographolid og matrin. Liu et al. fandt gennem netværksfarmakologi og molekylære dockingstudier, at luteolin (-26,78 kJ/mol), quercetin (-26,36 kJ/mol) og demethyleret icariin (-25,94 kJ/mol) binder sig til SARS-CoV-2 3CL-hydrolase. Nogle lægemidler kan have lavere dockingaktivitet med ACE2, men det betyder ikke, at de ikke er egnede til COVID-19-behandling, da dockingsimuleringer kun giver en reference til indledende forskning. Desuden omfatter principperne for formulering af recepter for traditionel kinesisk medicin eliminering af patogen invasion og forbedring af kroppens modstandskraft. Derfor kan vi ikke udelukke muligheden for, at nogle lægemidler kan have en effekt på COVID-19 ved at regulere immunsystemet. Yderligere eksperimenter er nødvendige for at verificere, om disse steroide saponiner kan målrette ACE2 og forhindre SARS-CoV-2-infektion i cellekulturmodeller og forsøgsdyr.