Прогнозирование молекулярного докинга трех активных компонентов Solidago esculenta против нового коронавируса
В декабре 2019 года новый коронавирус SARS CoV-2 быстро распространился в Ухане, провинция Хубэй. По состоянию на 22 июня 2020 года в Китае зарегистрировано 85018 подтвержденных случаев заболевания новым коронавирусом 2019 (COVID-19), включая 4646 смертей. Впоследствии было зарегистрировано более 8,97 миллиона случаев заражения в более чем 200 странах мира, включая США, Италию, Испанию, Великобританию, Францию, Германию, Иран, Швейцарию, Южную Корею и Японию. Общими симптомами пациентов, инфицированных SARS-CoV-2, являются лихорадка, кашель, мышечные боли или усталость. S-белок SARS-CoV-2 структурно схож с белком SARS-CoV, и оба имеют значительное сродство к связыванию с ангиотензинпревращающим ферментом 2 (ACE2) на поверхности клеток человека, который попадает в организм человека через посредничество ACE2. ACE2 широко экспрессируется в тканях и клетках, таких как легкие, пищеварительный тракт и почки, и в настоящее время считается, что он является ключом для проникновения SARS-CoV-2 в клетки хозяина. Клиническое лечение показало, что традиционная китайская медицина в сочетании с западной оказывает значительный терапевтический эффект на COVID-19. До сих пор не существует специфических препаратов для лечения COVID-19. Поэтому существует острая необходимость в поиске эффективных противовирусных препаратов для борьбы с этим заболеванием.
Растение Paris polyphylla из семейства Liliaceae, известное также как блошиный отдых, трава речной телеги и белая сладкая лилия, имеет корень и стебель под названием Paris polyphylla. Чонглоу, как традиционное китайское лекарственное средство с многолетней историей применения, обладает противовоспалительным, кровоостанавливающим, бактерицидным, седативным, обезболивающим, противоастматическим и облегчающим кашель действием. Он также используется в народной медицине для лечения различных видов язв, карбункулов, укусов ядовитых змей и т.д. С 1970-х годов продолжаются исследования активных компонентов тяжелых зданий. В настоящее время в тяжелых постройках обнаружено более сотни химических компонентов, среди которых более 70 - стероидные сапонины. Среди стероидных сапонинов с более высоким содержанием в Чонглоу - диосцин и сапонины спиростанола. Полифиллин I, полифиллин VI и полифиллин VII относятся к категории диосцина (рис. 1), который в изобилии содержится в Polygonatum sibiricum и широко используется в лечении различных заболеваний, включая противоопухолевое, иммунное, антибактериальное действие и т.д. Сапонины Zhonglou - это спиральные стероидные сапонины; сапонины состоят из агликонов и сахаров, глюкуроновых кислот или других органических кислот. В своей структуре они содержат общее родительское ядро (рис. 1), состоящее из шести колец и 27 атомов углерода, причем A, B, C и D являются стероидными родительскими ядрами (циклопентан-дигидрофенантрен). Стероидное ядро соединено с фурановым кольцом E и пирановым кольцом F. И часто соединяется в виде спирокетида. В данной работе метод молекулярного докинга был использован для изучения активных соединений китайского растительного препарата Yizhihua Aesculus для лечения нового коронавируса SARS-CoV-2. SARS-CoV-2 в основном связывается с рецептором ангиотензин-превращающего фермента 2 (ACE2) на поверхности человеческих клеток через свой S-белок. В данном исследовании предсказано сродство связывания трех типов сапонинов (I, VI, VII), содержащихся в Polygonatum sibiricum, с ACE2 с помощью моделирования молекулярного докинга.

Поскольку SARS-CoV-2 является недавно открытым вирусом, в настоящее время не существует подтвержденного или доступного специфического препарата. Экономически эффективная стратегия лечения заключается в использовании существующих препаратов. Клиническое лечение показало, что сочетание традиционной китайской медицины и западных лекарств оказывает значительное терапевтическое воздействие на COVID-19. Поэтому эффективным методом лечения является анализ существующих препаратов, полученных из традиционной китайской медицины. Предыдущие исследования показали, что хлорохин высокоэффективен в борьбе с инфекцией SARS-CoV-2 in vitro. Хлорохин - это 4-аминохинолин, который не только используется в качестве противомалярийного препарата, но и может подавлять вирусную репликацию, уменьшая терминальное гликозилирование рецепторов ACE2 и препятствуя связыванию SARS-CoV-2 с рецепторами ACE2. Ченг и др. использовали молекулярный докинг для расчета энергии связывания между хлорохином и ACE2. Результаты показали, что хлорохин обладает потенциальной способностью связываться с ACE2, его свободная энергия связывания составляет -5,70 ккал/моль, а места связывания - Leu-95, Gln-58 и Gln-102. По сравнению с хлорохином, свободные энергии связывания трех сапонинов с ACE2 ниже. В последнее время, в связи с глобальным распространением инфекции SARS-CoV-2, все больше исследователей занимаются поиском лекарств против SARS-CoV-2. Янь и др. проверили 38 китайских патентованных препаратов на АПФ (PDB: 1R4L) и основную протеазу М вируса (PDB: 6LU7) с помощью молекулярного докинга и обнаружили 10 потенциальных препаратов против SARS-CoV-2, включая артемизинин, рутин, глицирризин, пуэрарин, андрографолид и матрин. Лю и др. с помощью сетевой фармакологии и молекулярного докинга обнаружили, что лютеолин (-26,78 кДж/моль), кверцетин (-26,36 кДж/моль) и деметилированный икариин (-25,94 кДж/моль) связываются с 3CL-гидролазой SARS-CoV-2. Некоторые препараты могут обладать меньшей докинг-активностью по отношению к ACE2, но это не означает, что они не подходят для лечения COVID-19, поскольку моделирование докинга дает лишь ориентир для предварительного исследования. Кроме того, принципы составления рецептов традиционной китайской медицины включают в себя устранение патогенной инвазии и повышение сопротивляемости организма. Поэтому мы не можем исключить возможность того, что некоторые препараты могут влиять на COVID-19, регулируя иммунную систему. Необходимы дальнейшие эксперименты, чтобы проверить, могут ли эти стероидные сапонины воздействовать на ACE2 и предотвращать инфекцию SARS-CoV-2 в моделях клеточных культур и на экспериментальных животных.