Комп’ютерне моделювання комплексу гліциризину з протеазою SARS-CoV-2 — мішенню для розробки противірусних препаратів

Abstract

Основна протеїназа вірусу SARS-CoV-2 (3CLpro) контролює активність реплікаційного комплексу вірусу і завдяки цьому є можливою мішенню для розробки специфічних інгібіторів. Під час розробки лікарських препаратів проти SARS-CoV-2 велика увага приділяється відомим раніше ефективним хімічним сполукам. Однією з таких сполук може бути гліциризин — тритерпеноїдний сапонін, виділений із коріння солодки (Glycyrrhizae radix). У роботі наведено результати комп’ютерного моделювання комплексу гліциризину з протеазою вірусу SARS-CoV-2, проведеного з метою вивчення механізму зв’язування гліциризину в активному центрі протеази та можливого інгібування каталітичної активності ключового ферменту. Виконано молекулярний докінг гліциризину зі структурою 3CLpro SARS-CoV-2 з відкритою каталітичною петлею, отриманою з траєкторії молекулярної динаміки на 694 нс часу симуляції. Встановлено, що енергія зв’язування для кращого структурного комплексу гліциризину з 3CLpro SARS-CoV-2 становить —10,723 ккал/моль, причому гліциризин формує дев’ять водневих зв’язків з амінокислотними залишками протеази Thr26, Asn119, Asn142, Glu166, Arg188 та Gln189.The basic proteinase of SARS-CoV-2 M^pro virus (3CLpro) controls a number of activities of the replication complex of the virus and is therefore a target for the development of specific inhibitors. In the development of drugs against SARS-CoV-2, much attention is paid to previously known effective compounds. One such compound may be glycyrrhizin, a triterpenoid saponin isolated from licorice root (Glycyrrhizae radix). In this work we performed the computer simulations of the glycyrrhizin complex with the SARS-CoV-2 protease in order to study the mechanism of glycyrrhizin binding in the protease active site and the possible inhibition of catalytic activity of this enzyme. Molecular docking of glycyrrhizin was performed on the structure of 3CLpro SARS-CoV-2 protease with an open catalytic loop obtained from the trajectory of molecular dynamics at 694 ns simulation time. Binding energy for the preferred structural complex of glycyrrhizin was found as −10.723 kcal/mol, with glycyrrhizin forming 9 hydrogen bonds with amino acids residues Thr26, Asn119, Asn142, Glu166, Arg188 and Gln189 of protease.