Cribado de nuevos compuestos antivirales de la biblioteca de productos naturales de la medicina tradicional china a partir de la estructura de los mon\u00f3meros de la glicoprote\u00edna del virus del \u00c9bola
\nEl virus del \u00c9bola (EBOV) es un virus filamentoso envuelto que causa fiebre hemorr\u00e1gica aguda, una enfermedad infecciosa zoon\u00f3tica frecuente en primates, con una tasa de mortalidad de hasta 50% a 90%. En los \u00faltimos a\u00f1os se han producido varios brotes graves de \u00c9bola en \u00c1frica Occidental, pero hasta ahora no se ha aprobado la comercializaci\u00f3n de ning\u00fan f\u00e1rmaco espec\u00edfico para el tratamiento de la fiebre hemorr\u00e1gica del \u00c9bola. La entrada del EBOV en las c\u00e9lulas hu\u00e9sped es un paso cr\u00edtico en la infecci\u00f3n, mediado por la glicoprote\u00edna \u00fanica transmembrana de superficie viral del EBOV sgP. Esta prote\u00edna de fusi\u00f3n de tipo I contiene dos subunidades conectadas por enlaces disulfuro, a saber, la GP1 expuesta en la superficie y la GP2 incrustada en la membrana v\u00edrica. Tras unirse a la c\u00e9lula hu\u00e9sped a trav\u00e9s de los factores de uni\u00f3n de la superficie celular, el virus se internaliza, y las ciste\u00edna proteasas correspondientes y las proteasas del endosoma escinden la mayor parte de las cadenas pept\u00eddicas de la subunidad GP1, exponiendo el sitio de uni\u00f3n al receptor. Esta transici\u00f3n conformacional de la GP facilita la fusi\u00f3n de la membrana del virus hu\u00e9sped y la posterior liberaci\u00f3n del genoma v\u00edrico. Este mecanismo de fusi\u00f3n es similar al del virus VIH-1 y al del virus de la gripe. Por lo tanto, el desarrollo de mol\u00e9culas inhibidoras que interfieran eficazmente en la transici\u00f3n conformacional de la sgP del EBOV puede ayudar a bloquear la invasi\u00f3n y replicaci\u00f3n del virus.<\/p>\n
En 2019, Elizabeth E. Fry y su equipo del Departamento de Biolog\u00eda Estructural de la Universidad de Oxford en el Reino Unido prepararon con \u00e9xito la prote\u00edna sgP del EBOV utilizando la tecnolog\u00eda de cristalizaci\u00f3n de purificaci\u00f3n de expresi\u00f3n de prote\u00ednas, y determinaron su estructura tridimensional mediante experimentos de difracci\u00f3n de rayos X (RCSB Protein Data Bank ID: 5JQ7), proporcionando un modelo de cribado virtual por ordenador. Adem\u00e1s, debido a la estructura \u00fanica y la diversidad de los productos naturales, especialmente las bibliotecas de ingredientes de la medicina tradicional china, se han utilizado para tratar diversas enfermedades cr\u00f3nicas e infecciosas, y tambi\u00e9n se pueden utilizar para explorar inhibidores contra el virus del \u00c9bola. Bas\u00e1ndose en las consideraciones anteriores, este estudio adopta la tecnolog\u00eda de simulaci\u00f3n por ordenador para cribar mol\u00e9culas inhibidoras de la sgP del EBOV a partir de la biblioteca de productos naturales de la medicina tradicional china.<\/p>\n
El grupo de investigaci\u00f3n de Ahmad se centr\u00f3 por primera vez en la estructura tridimensional de las cavidades del tr\u00edmero de la glicoprote\u00edna transmembrana EBOV-GP bas\u00e1ndose en la biblioteca de compuestos Mcule en 2017\uff08 https:\/\/mcule.com\/database \/Realiz\u00f3 un cribado virtual a gran escala de inhibidores utilizando dos software de acoplamiento molecular, Auto Dock Vina y Flex-X, combinados con la herramienta de an\u00e1lisis en l\u00ednea admetSAR\uff08 http:\/\/www.admetexp.org \uff09Se realiz\u00f3 un filtrado ADMET y se encontraron tres mol\u00e9culas hit. Desde el a\u00f1o 2000, se han producido continuos brotes del virus del \u00c9bola, y la investigaci\u00f3n y el desarrollo de mol\u00e9culas antivirales sigue siendo un punto caliente de la investigaci\u00f3n farmac\u00e9utica mundial. Por lo tanto, con el fin de extraer mol\u00e9culas antivirales activas de la biblioteca de productos naturales de la medicina tradicional china, este estudio se bas\u00f3 en las ideas de investigaci\u00f3n de este art\u00edculo, cambi\u00f3 el objetivo de tr\u00edmero EBOV-GP a mon\u00f3mero, y redise\u00f1\u00f3 el m\u00e9todo experimental de cribado virtual de rondas m\u00faltiples. La estrategia de cribado utiliza algoritmos m\u00e1s costosos para mejorar al m\u00e1ximo la precisi\u00f3n de la predicci\u00f3n, reducir la tasa de falsos positivos del cribado virtual y predecir mejor la conformaci\u00f3n de uni\u00f3n. Adem\u00e1s, la simulaci\u00f3n de din\u00e1mica molecular y el c\u00e1lculo de la energ\u00eda libre de uni\u00f3n son tambi\u00e9n herramientas importantes para estudiar la fuerza de las interacciones entre inhibidores de prote\u00ednas. El software GROMACS se utiliza para la simulaci\u00f3n de din\u00e1mica molecular, y el algoritmo MM\/PBSA se utiliza para predecir la energ\u00eda libre de uni\u00f3n del sistema despu\u00e9s de la estabilizaci\u00f3n. Estos m\u00e9todos no s\u00f3lo proporcionan detalles de la interacci\u00f3n entre prote\u00ednas e inhibidores a nivel at\u00f3mico y molecular, sino que tambi\u00e9n facilitan la elucidaci\u00f3n de la relaci\u00f3n de afinidad estructural entre complejos inhibidores de prote\u00ednas.<\/p>\n
Para interferir eficazmente en la transici\u00f3n conformacional de la sgP del EBOV, este estudio se dirige a la cavidad activa del mon\u00f3mero GP del EBOV y extrae mol\u00e9culas inhibidoras de la biblioteca de productos naturales de la medicina tradicional china para ayudar a bloquear la fusi\u00f3n de la membrana del virus hu\u00e9sped. En primer lugar, se siguen los cinco principios de Lipinski y los tres principios de Verber para filtrar los compuestos que violan el principio de similitud de f\u00e1rmacos; a continuaci\u00f3n, se utiliza el software Glide para realizar c\u00e1lculos de acoplamiento molecular con tres precisiones diferentes, a saber, HTVS de alto rendimiento, SP de precisi\u00f3n est\u00e1ndar y XP de ultraprecisi\u00f3n, reduciendo gradualmente el tama\u00f1o de la biblioteca de compuestos candidatos; posteriormente, se utiliza el programa QikDrop de Schrodinger para predecir las propiedades ADMET de la mol\u00e9cula encontrada, y se compara con admetSAR para la estrategia de filtrado. Se a\u00f1adieron dos indicadores clave para el an\u00e1lisis farmacocin\u00e9tico y de seguridad de los f\u00e1rmacos, como la hepatotoxicidad HERG_IC50 y la biodisponibilidad oral. En el proceso de an\u00e1lisis del modo de uni\u00f3n entre las prote\u00ednas diana y las mol\u00e9culas diana, se utiliz\u00f3 tecnolog\u00eda de aceleraci\u00f3n GPU de alto rendimiento para simular el estado de movimiento de las biomol\u00e9culas en condiciones fisiol\u00f3gicas reales de disolvente salino. Se realizaron simulaciones de din\u00e1mica molecular durante 50 ns y se utilizaron los algoritmos MM\/GBSA y MM\/PBSA para predecir la energ\u00eda libre de uni\u00f3n y mejorar la precisi\u00f3n del enriquecimiento. Finalmente, bas\u00e1ndose en la puntuaci\u00f3n XP Glide, RMSD, RMSF, energ\u00eda de uni\u00f3n MM\/GBSA, energ\u00eda de uni\u00f3n MM\/PBSA y predicci\u00f3n ADME, las mol\u00e9culas diana MOL006834, MOL000174, MOL002192 y MOL012524 mostraron una excelente afinidad de uni\u00f3n y buenas propiedades de f\u00e1rmaco hacia el sitio activo de la sgP del EBOV; Predecir las verdaderas conformaciones de uni\u00f3n de las mol\u00e9culas diana MOL006834, MOL000174, MOL002192, MOL012524 con glicoprote\u00ednas transmembrana a nivel at\u00f3mico y molecular, incluyendo enlaces de hidr\u00f3geno, interacciones hidrof\u00f3bicas, enlaces i\u00f3nicos, fuerzas de apilamiento \u03c0 - \u03c0, etc., que muestran excelentes interacciones con residuos de amino\u00e1cidos clave. Estas cuatro mol\u00e9culas de \u00e9xito pueden adquirirse comercialmente y desarrollarse como compuestos principales para inhibidores de la sgP del VEB, as\u00ed como validarse mediante experimentos de actividad farmacol\u00f3gica. Cabe se\u00f1alar que el virus del \u00c9bola tiene una elevada tasa de mortalidad y una alta transmisibilidad, y los requisitos de bioseguridad pertinentes son extremadamente estrictos. Los experimentos de comprobaci\u00f3n de la actividad antiviral deben realizarse en laboratorios de bioseguridad de nivel 4, y en China no hay muchos laboratorios con este nivel, lo que restringe la investigaci\u00f3n b\u00e1sica sobre el virus del \u00c9bola. Por lo tanto, los resultados de este estudio se limitan a las primeras etapas del desarrollo de f\u00e1rmacos y carecen de apoyo de datos experimentales como la validaci\u00f3n de la actividad antiviral y la evaluaci\u00f3n ADMET. En la fase posterior, es necesario colaborar con los equipos de investigaci\u00f3n virol\u00f3gica pertinentes y utilizar plataformas de investigaci\u00f3n virol\u00f3gica profesionales para llevar a cabo una validaci\u00f3n biol\u00f3gica segura y eficaz.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Screening of novel antiviral compounds from the natural product library of traditional Chinese medicine based on the structure of Ebola virus glycoprotein monomers Ebola virus (EBOV) is a enveloped filamentous virus that causes acute hemorrhagic fever, which is a zoonotic infectious disease commonly found in primates, with a mortality rate of up to 50% to […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[20],"tags":[],"yoast_head":"\n