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Newly designed analogues from SARS-CoV inhibitors mimicking the druggable properties against SARS-CoV-2 and its novel variants
RSC Advances ( IF 3.9 ) Pub Date : 2021-09-22 , DOI: 10.1039/d1ra04107j Nadim Ferdous 1 , Mahjerin Nasrin Reza 1 , Md Shariful Islam 2 , Md Tabassum Hossain Emon 1 , A K M Mohiuddin 1 , Mohammad Uzzal Hossain 3
RSC Advances ( IF 3.9 ) Pub Date : 2021-09-22 , DOI: 10.1039/d1ra04107j Nadim Ferdous 1 , Mahjerin Nasrin Reza 1 , Md Shariful Islam 2 , Md Tabassum Hossain Emon 1 , A K M Mohiuddin 1 , Mohammad Uzzal Hossain 3
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The emerging variants of SARS coronavirus-2 (SARS-CoV-2) have been continuously spreading all over the world and have raised global health concerns. The B.1.1.7 (United Kingdom), P.1 (Brazil), B.1.351 (South Africa) and B.1.617 (India) variants, resulting from multiple mutations in the spike glycoprotein (SGp), are resistant to neutralizing antibodies and enable increased transmission. Hence, new drugs might be of great importance against the novel variants of SARS-CoV-2. The SGp and main protease (Mpro) of SARS-CoV-2 are important targets for designing and developing antiviral compounds for new drug discovery. In this study, we selected seventeen phytochemicals and later performed molecular docking to determine the binding interactions of the compounds with the two receptors and calculated several drug-likeliness properties for each compound. Luteolin, myricetin and quercetin demonstrated higher affinity for both the proteins and interacted efficiently. To obtain compounds with better properties, we designed three analogues from these compounds and showed their greater druggable properties compared to the parent compounds. Furthermore, we found that the analogues bind to the residues of both proteins, including the recently identified novel variants of SARS-CoV-2. The binding study was further verified by molecular dynamics (MD) simulation and molecular mechanics/Poisson Boltzmann surface area (MM/PBSA) approaches by assessing the stability of the complexes. MD simulations revealed that Arg457 of SGp and Met49 of Mpro are the most important residues that interacted with the designed inhibitors. Our analysis may provide some breakthroughs to develop new therapeutics to treat the proliferation of SARS-CoV-2 in vitro and in vivo.
中文翻译：
新设计的 SARS-CoV 抑制剂类似物模拟针对 SARS-CoV-2 及其新变体的药物特性
SARS冠状病毒2（SARS-CoV-2）的新变种已在世界各地不断传播，并引起了全球健康问题。B.1.1.7（英国）、P.1（巴西）、B.1.351（南非）和 B.1.617（印度）变体由刺突糖蛋白 (SGp) 的多个突变产生，对中和具有抗性抗体并增加传播。因此，新药可能对对抗 SARS-CoV-2 的新变种具有重要意义。SARS-CoV-2 的SGp 和主要蛋白酶 (M pro ) 是设计和开发新药发现的抗病毒化合物的重要靶点。在这项研究中，我们选择了十七种植物化学物质，随后进行分子对接以确定化合物与两种受体的结合相互作用，并计算了每种化合物的几种药物似性特性。木犀草素、杨梅素和槲皮素对这两种蛋白质表现出更高的亲和力，并且能够有效地相互作用。为了获得具有更好特性的化合物，我们从这些化合物中设计了三种类似物，并显示出与母体化合物相比它们具有更好的成药特性。此外，我们发现类似物与两种蛋白质的残基结合，包括最近发现的 SARS-CoV-2 的新变体。通过评估复合物的稳定性，通过分子动力学（MD）模拟和分子力学/泊松玻尔兹曼表面积（MM/PBSA）方法进一步验证了结合研究。MD模拟显示SGp的Arg457和M pro的Met49是与设计的抑制剂相互作用的最重要的残基。我们的分析可能为开发治疗 SARS-CoV-2体外和体内增殖的新疗法提供一些突破。
更新日期：2021-09-22
中文翻译：
新设计的 SARS-CoV 抑制剂类似物模拟针对 SARS-CoV-2 及其新变体的药物特性
SARS冠状病毒2（SARS-CoV-2）的新变种已在世界各地不断传播，并引起了全球健康问题。B.1.1.7（英国）、P.1（巴西）、B.1.351（南非）和 B.1.617（印度）变体由刺突糖蛋白 (SGp) 的多个突变产生，对中和具有抗性抗体并增加传播。因此，新药可能对对抗 SARS-CoV-2 的新变种具有重要意义。SARS-CoV-2 的SGp 和主要蛋白酶 (M pro ) 是设计和开发新药发现的抗病毒化合物的重要靶点。在这项研究中，我们选择了十七种植物化学物质，随后进行分子对接以确定化合物与两种受体的结合相互作用，并计算了每种化合物的几种药物似性特性。木犀草素、杨梅素和槲皮素对这两种蛋白质表现出更高的亲和力，并且能够有效地相互作用。为了获得具有更好特性的化合物，我们从这些化合物中设计了三种类似物，并显示出与母体化合物相比它们具有更好的成药特性。此外，我们发现类似物与两种蛋白质的残基结合，包括最近发现的 SARS-CoV-2 的新变体。通过评估复合物的稳定性，通过分子动力学（MD）模拟和分子力学/泊松玻尔兹曼表面积（MM/PBSA）方法进一步验证了结合研究。MD模拟显示SGp的Arg457和M pro的Met49是与设计的抑制剂相互作用的最重要的残基。我们的分析可能为开发治疗 SARS-CoV-2体外和体内增殖的新疗法提供一些突破。
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