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基于分子对接技术筛选抗严重急性呼吸综合征冠状病毒2中药小分子化合物

沈亮亮  李勇  周明  谯英固  孙震晓  
【摘要】:目的:以SARS-CoV-S/ACE2复合蛋白和严重急性呼吸综合征冠状病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2) Mpro水解酶为靶标,从TCMSP数据库中筛选SARS-CoV-2-ACE2结合阻断剂和SARS-CoV-2 Mpro水解酶抑制剂,指导以中药小分子为前体的抗SARS-CoV-2新药的研发。方法:根据文献报道,确定SARS-CoV-S/ACE2复合蛋白和SARS-CoV-2 Mpro水解酶晶体结构模型上的活性位点,利用LibDock分子对接技术虚拟筛选TCMSP数据库中的小分子化合物,结合打分值以及化合物与靶蛋白受体的相互作用模式优化筛选结果,获得具有抗SARS-CoV-2潜在活性的中药小分子化合物。结果:确定SARS-CoV-S/ACE2复合蛋白结构中位于结合表面上的ASP38,GLN42,GLN325,GLU329,TYR436和TYR491以及SARS-CoV-2 Mpro水解酶结构中的THR24,THR25,THR26,LEU27,ASN28和ASN119为本次分子对接的关键氨基酸;分子对接筛选得到20个能与关键氨基酸形成氢键的候选SARS-CoV-2-ACE2结合阻断剂,其中主要来源于栀子、甘草、山豆根和洋金花的4个成分与靶蛋白的对接效果较好;筛选得到34个能与关键氨基酸形成氢键的候选SARS-CoV-2 Mpro水解酶抑制剂,其中主要来源于干姜、黄药子、升麻、荠菜的4个成分与靶蛋白的对接效果较好;甘草成分甘草酚E和黄药子成分延龄草苷元分别与靶蛋白作用的关键氨基酸数量最多或形成的氢键数量最多,分子对接效果最优。结论:来源于中药的4个SARS-CoV-2-ACE2结合阻断剂和4个SARS-CoV-2 Mpro水解酶抑制剂具有潜在的抗SARS-CoV-2活性,其中甘草成分甘草酚E和黄药子成分延龄草苷元可优先选择进行后续抗SARS-CoV-2新药的研发。

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