紫锥菊提取物绿原酸是 SARS-CoV-2主要蛋白酶3CLpro 的潜在有效抑制剂

  来源  TMR Publishing Group

  作者  Traditional Medicine Research 编辑部

研究亮点

本研究发现传统草药紫锥菊中所提取的绿原酸，可能是SARS-CoV-2主要蛋白酶3CLpro有效抑制剂。

研究背景与现状

2019年冠状病毒病突然爆发，给全世界人民的生命健康带来巨大威胁。该病毒主要侵袭呼吸道，引起发热、呼吸困难、双肺浸润等多种症状，与之前报道的SARS-CoV和MERS-CoV感染相似。

冠状病毒治疗靶点的分析发现了其三种重要的已知冠状病毒蛋白，即木瓜蛋白酶、3c蛋白酶(3CLpro)和刺突蛋白。而且SARS-CoV-2主蛋白酶3CLpro和主肽酶是参与病毒在宿主细胞中的翻译、复制和生命周期的关键蛋白，现已成为新药研发的关键突破点，但苦于没有找到有效药物。

图为紫锥菊

传统草药用于感染性疾病治疗历史悠久，紫锥菊便是其中之一，它是菊科植物的一种，俗称紫锥花，用于各种感染。历史上，美洲原住民曾使用这种植物来增强人体免疫系统。该植物富含酚类化合物(咖啡酸衍生物)、醛酰胺衍生物等植物化合物，具有抗真菌、抗炎、抗氧化等活性。此外，紫锥菊茎叶的体外抗SARS和MERS活性检测结果表明：紫锥菊茎叶具有明显的抗SARS和MERS活性，但成分及机制不明。

拟解决的关键科学问题

筛选紫锥菊抗SARS-CoV-2主要活性成分并阐释其作用机制。

研究方法

初步筛选植物化合物的药物性和ADMET性质，以具有蛋白数据库ID 6LU7和2GTB的主要蛋白酶3CLpro和主要肽酶的x射线晶体结构作为蛋白靶点，鉴定潜在候选药物。

通过PyRx 0.8软件使用AutoDock Vina进行对接，BIOVIA Discovery Studio Visualizer v2019分析配体-蛋白复合物，BindingDB预测所选化合物可能的蛋白靶标(p0.7)。利用STRING和Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes pathway识别被预测靶点(FDR 0.05)调控的分子通路，用Cytoscape 3.6.1构建化合物与蛋白通路的网络相互作用。

研究发现

首先，绿原酸与主蛋白酶、主肽酶通过与活性位点结构域氨基酸残基相互作用的结合能最低，具有一定的药用价值。

同时发现：绿原酸与Phe140主要蛋白酶3CLpro相互作用，这可能参与了二聚化。

进一步目标预测、基因集富集和网络分析，发现：Binding DB (P≥0.7)和swiss target forecast (P≥0.09)共鉴定出27个可能的蛋白靶标。对预测靶点进行基因富集分析，确定了31个蛋白靶点，可调控92个分子通路。其中，41条分子通路可能涉及COVID-19和其他病毒感染、炎症、免疫系统以及代谢综合征等复杂多基因疾病。

图中绿原酸、蛋白靶点和分子途径的网络表现。方形代表化合物，圆形代表可能的蛋白质目标，向下的箭头代表已调制的分子途径。

研究结论

绿原酸可能是一种有效的主要蛋白酶3CLpro抑制剂，可抑制严重急性呼吸综合征冠状病毒二聚化、病毒基因表达和肺上皮内复制。

研究展望

绿原酸可能在未来找到应对2019冠状病毒病病毒感染的多管齐下的解决方案中发挥重要作用。

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引用格式

Patil RS, Khatib NA, Patil VS, Suryawanshi SS. . Chlorogenic acid may be a potent inhibitor of dimeric SARS-CoV-2 main protease 3CLpro: an in silico study. Tradit Med Res. 2021;6(2):20. doi:10.12032/TMR20201208211

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