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Fragment Molecular Orbital Based Interaction Analyses on COVID-19 Main Protease - Inhibitor N3 Complex (PDB ID: 6LU7).
Journal of Chemical Information and Modeling ( IF 5.6 ) Pub Date : 2020-06-15 , DOI: 10.1021/acs.jcim.0c00283 Ryo Hatada 1 , Koji Okuwaki 1 , Yuji Mochizuki 1, 2 , Yuma Handa 3 , Kaori Fukuzawa 2, 3 , Yuto Komeiji 4 , Yoshio Okiyama 5 , Shigenori Tanaka 6
Journal of Chemical Information and Modeling ( IF 5.6 ) Pub Date : 2020-06-15 , DOI: 10.1021/acs.jcim.0c00283 Ryo Hatada 1 , Koji Okuwaki 1 , Yuji Mochizuki 1, 2 , Yuma Handa 3 , Kaori Fukuzawa 2, 3 , Yuto Komeiji 4 , Yoshio Okiyama 5 , Shigenori Tanaka 6
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The worldwide spread of COVID-19 (new coronavirus found in 2019) is an emergent issue to be tackled. In fact, a great amount of works in various fields have been made in a rather short period. Here, we report a fragment molecular orbital (FMO) based interaction analysis on a complex between the SARS-CoV-2 main protease (Mpro) and its peptide-like inhibitor N3 (PDB ID: 6LU7). The target inhibitor molecule was segmented into five fragments in order to capture site specific interactions with amino acid residues of the protease. The interaction energies were decomposed into several contributions, and then the characteristics of hydrogen bonding and dispersion stabilization were made clear. Furthermore, the hydration effect was incorporated by the Poisson–Boltzmann (PB) scheme. From the present FMO study, His41, His163, His164, and Glu166 were found to be the most important amino acid residues of Mpro in interacting with the inhibitor, mainly due to hydrogen bonding. A guideline for optimizations of the inhibitor molecule was suggested as well based on the FMO analysis.
中文翻译：
基于片段分子轨道的 COVID-19 主要蛋白酶 - 抑制剂 N3 复合物相互作用分析（PDB ID：6LU7）。
COVID-19（2019 年发现的新型冠状病毒）在全球范围内的传播是一个亟待解决的问题。事实上，在很短的时间内就已经创作出大量各领域的作品。在这里，我们报告了基于片段分子轨道（FMO）的相互作用分析，对 SARS-CoV-2 主要蛋白酶（Mpro）与其类肽抑制剂 N3（PDB ID：6LU7）之间的复合物进行了相互作用分析。目标抑制剂分子被分割成五个片段，以捕获与蛋白酶氨基酸残基的位点特异性相互作用。将相互作用能分解为多种贡献，明确了氢键和分散稳定的特征。此外，泊松-玻尔兹曼（PB）方案纳入了水合效应。从目前的FMO研究来看，发现His41、His163、His164和Glu166是Mpro与抑制剂相互作用的最重要的氨基酸残基，主要是通过氢键作用。基于 FMO 分析，还提出了抑制剂分子优化的指南。
更新日期：2020-07-27
中文翻译：
基于片段分子轨道的 COVID-19 主要蛋白酶 - 抑制剂 N3 复合物相互作用分析（PDB ID：6LU7）。
COVID-19（2019 年发现的新型冠状病毒）在全球范围内的传播是一个亟待解决的问题。事实上，在很短的时间内就已经创作出大量各领域的作品。在这里，我们报告了基于片段分子轨道（FMO）的相互作用分析，对 SARS-CoV-2 主要蛋白酶（Mpro）与其类肽抑制剂 N3（PDB ID：6LU7）之间的复合物进行了相互作用分析。目标抑制剂分子被分割成五个片段，以捕获与蛋白酶氨基酸残基的位点特异性相互作用。将相互作用能分解为多种贡献，明确了氢键和分散稳定的特征。此外，泊松-玻尔兹曼（PB）方案纳入了水合效应。从目前的FMO研究来看，发现His41、His163、His164和Glu166是Mpro与抑制剂相互作用的最重要的氨基酸残基，主要是通过氢键作用。基于 FMO 分析，还提出了抑制剂分子优化的指南。
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