مكانيسم مولكولي مهار اتصال ويروس SARS-COV-2 به گيرنده ميزبان توسط فلاوونوئيدهاي ضدويروسي باواچينين، كرويليفول و لوتئولين

Molecular Mechanism of Inhibition of SARS-COV-2 Binding to Host Receptor by Antiviral Flavonoids; Bavachinin, Corylifoln and Luteolin

مقدمه شيوع وسيع ويروس SARS-COV-2 در سرتاسر جهان منجر به پاندمي COVID-19 شده است. درك مكانيسم برهمكنش ويروس با گيرنده‌هاي ميزبان كمك شاياني به توسعه داروها و استراتژي‌هاي درماني مناسب مي‌كند. مواد و روش‌ها: در مطالعه حاضر، با استفاده از يك پروتكل استاندارد مرور سيستماتيك، مطالعات تجربي گزارش‌كننده اثرات ضدويروسي تركيبات گياهي عليه ويروس‌هاي خانواده كرونا در پايگاه‌هاي اطلاعاتي Google Scholar و PubMed جستجو شد. مقالات اصيل داراي معيارهاي ورود به مطالعه انتخاب شد و جهت شناسايي تركيبات گياهي مورد بررسي قرار گرفت. سپس، برهمكنش اين مواد با دومين اتصال به گيرنده (RBD) پروتيين اسپايك ويروس SARS-COV-2، با استفاده از تجزيه و تحليل داكينگ مولكولي مورد بررسي قرار گرفت. سه ماده موثره كه داراي مساعدترين قدرت پيوند با RBD بودند، انتخاب شدند و مكانيسم مولكولي برهمكنش آنها، با نرم‌افزارهاي Pymol، MOE و Ligplot تجزيه و تحليل شد. نتايج سه ماده موثره گياهي باواچينين، كريليفول و به ترتيب با مقادير ΔG برابر با 8/4-، 8/1- و 6/7- داراي بالاترين برهمكنش با RBD و مهار اتصال ويروس- ميزبان در بين 24 ماده مورد بررسي بودند. اتصال اين ليگاندهاي گياهي به RBD به‌واسطه موتيف اتصالي گيرنده (RBM) و مشاركت تعدادي از آمينواسيدهاي اين موتيف به‌خصوص ريشه‌هاي Leu455، Gln493 و Asn501 صورت مي‌گيرد. نتيجه‌گيري: با در نظر داشتن اثرات ضدويروسي تجربي و برهمكنش مساعد باواچينين، كريليفول و لوتيولين با پروتيين اسپايك SARS-COV-2، مطالعه حاضر اين مواد گياهي را جهت انجام كارآزمايي‌هاي باليني در بيماري COVID-19 پيشنهاد مي‌دهد. كليدواژگان:

Introduction The worldwide SARS-COV-2 outbreak caused COVID-19 pandemic. Understanding the mechanism of host receptor recognition by virus is inevitably helpful for developing appropriate drugs and treatment strategies. Methods In the present study, applying a standard systematic review protocol, we surveyed the literature using Google Scholar and PubMed for experimental reports on the plant derived compounds effective against coronavirus family members. Original articles meeting the inclusion criteria for the present study were selected and underwent more scrutiny for introducing plant compounds for further analysis. The interaction of the compounds with receptor binding domain (RBD) of SARS-COV-2 spike protein was analyzed using molecular docking analysis. Top three compounds with the best binding affinity to RBD were selected and their mechanisms of interaction were investigated using Pymol, MOE, and Ligplot softwares. Results Three herbal compounds, bavachinin, croylifol, and luteolin with ΔG values of -8.4, -8.1, and -7.6, respectively, showed the best interaction with RBD and inhibition of virus-host binding among 24 compounds analyzed. The binding of these ligands to RBD was mediated through receptor binding motif (RBM) and a group of amino acids including Leu455, Gln493, and Asn501. Conclusion Considering the experimental antiviral effects as well as favorable interaction with SARS-COV-2 spike protein, bavachinin, croylifol, and luteolin are suggested for use in clinical trial investigations of COVID-19