Теория функционала плотности, молекулярная динамика и AlteQ для исследования баймантуолуоамида A и баймантуолуоамида B и выявления потенциальных ингибиторов белков Mpro - новой мишени для лечения SARS COVID-19)
- Авторы: Гурушанкар К.1,2, Джеясилан С.К3,4, Гришина М.1, Сисванто И.5, Тивар Р.6, Пуспанингсих Н.Н.7
-
Учреждения:
- Южно-Уральский государственный университет
- Kalasalingam Academy of Research and Education
- N.M.S.S.V.N. College
- Mannar Thirumalai Naciker College
- UCoE Research Center for Bio-Molecule Engineering Universitas Airlangga
- Dr CV Raman University
- Universitas Airlangga
- Выпуск: Том 117, № 9-10 (5) (2023)
- Страницы: 783-793
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/0370-274X/article/view/145223
- DOI: https://doi.org/10.31857/S1234567823100117
- EDN: https://elibrary.ru/COEQLL
- ID: 145223
Цитировать
Аннотация
COVID-19 привел к эпидемическим условиям во всем мире. Несмотря на усилия ученых всего мира по разработке эффективных лекарств против этого вируса, в настоящее время не существует признанного лекарства от COVID-19. Успешные методы лечения различных заболеваний основаны на использовании натуральных компонентов, содержащихся в лекарственных растениях, что также имеет решающее значение для разработки новых лекарств. Это исследование направлено на то, чтобы понять роль молекул баймантуолуоамида А (baia) и баймантуолуоамида В (baib) в лечении COVID-19. Первоначально теория функционала плотности (DFT) с базисным набором Becke3-Lee-Yang-Parr (B3LYP) 6-311 + G(d, p)использовалась для изучения их электронных потенциалов. Ряд характеристик, в том числе разность между энергиями низшей свободной (НСМО) и высшей занятой (ВЗМО) молекулярными орбиталями, жесткость и мягкость, электроотрицательность и электрофильность также были рассчитаны для обсуждения реакционной способности молекул. С использованием метода NBO (Natural Bond Orbital) исследована биологически активная природа и стабильность указанных соединений. Кроме того, оба соединения являются потенциальными ингибиторами основной протеазы (Mpro). Проведено моделирование молекулярной динамикой и методом AlteQ.
Об авторах
К. Гурушанкар
Южно-Уральский государственный университет; Kalasalingam Academy of Research and Education
Email: gurushankar01051987@gmail.com
С. К Джеясилан
N.M.S.S.V.N. College; Mannar Thirumalai Naciker College
Email: gurushankar01051987@gmail.com
М. Гришина
Южно-Уральский государственный университет
Email: gurushankar01051987@gmail.com
И. Сисванто
UCoE Research Center for Bio-Molecule Engineering Universitas Airlangga
Email: gurushankar01051987@gmail.com
Р. Тивар
Dr CV Raman University
Email: gurushankar01051987@gmail.com
Н. Н.Т Пуспанингсих
Universitas Airlangga
Автор, ответственный за переписку.
Email: gurushankar01051987@gmail.com
Список литературы
- S. Boopathi, A.B. Poma, and P. Kolandaivel, J. Biomol. Struct. Dyn. 39, 3409 (2021).
- K. Dhama, K. Sharun, R. Tiwari, M. Dadar, Y. S. Malik, K.P. Singh, and W. Chaicumpa, Hum. Vaccin. Immunother. 16, 1232 (2020).
- M. Cascella, M. Rajnik, A. Aleem, S.C. Dulebohn, and R.D. Napoli, 2022 Oct. 13. in: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing (2022).
- S. Beyersted, E.B. Casaro, and E. B. Range, Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis. 40, 905 (2021).
- R. Razali, H. Asis, and C. Budiman, Microorganisms 9, 2481 (2021).
- S.G. Katre, A. J. Asnani, K. Pratyush, N.G. Sakharkar, A.G. Bhope, K.T. Sawarkar, and V. S. Nimbekar, Futur. J. Pharm. Sci. 8, 36 (2022).
- C. Liu, Q. Zhou, Y. Li, L.V. Garner, S.P. Watkins, L. J. Carter, J. Smoot, A.C. Gregg, A.D. Daniels, S. Jervey, and D. Albaiu, ACS Cent. Sci. 25, 315 (2020).
- Z. Xu, C. Peng, Y. Shi, Z. Zhu, K. Mu, and X. Wang, https://doi.org/10.1101/2020.01.27.921627 (2020).
- N. Bohr, Dialectica 2, 312 (1948).
- H. Rimac, M.A. Grishina, and V.A. Potemkin, Future Med. Chem. 12, 1387 (2020).
- S. Kandagalla, H. Rimac, V.A. Potemkin, and M.A. Grishina, Future Med. Chem. 13, 863 (2021).
- H. Rimac, M. Grishina, and V. Potemkin, J. Chem. Inf. Model 61, 1801 (2021).
- N. Palko, M. Grishina, and V. Potemkin, Molecules 26, 3960 (2021).
- M. Akram, I.M. Tahir, S.M.A. Shah, Z. Mahmood, A. Altaf, K. Ahmad, N. Munir, M. Daniyal, S. Nasir, and H. Mehboob, Phytother. Res. 32, 811 (2018).
- Y. Zhao, Y. Wu, and M. Wang, in: Handbook of Food Chemistry, ed. by P. Cheung and B. Mehta, Springer, Berlin, Heidelberg (2015).
- V. Kumar, V. Bhatt, and N. Kumar, Studies in Natural Products Chemistry 56, 287 (2018).
- Y. Xiao, Y. Yan, L. Chang, H. Ji, H. Sun, S. Song, K. Feng, A. Nuermaimaiti, Z. Lu, and L. Wang, Antiviral Res. 212, 105558 (2023).
- K. Gurushankar, H. Rimac, V. Potemkin, and M. Grishina, J. Mol. Struct. 1230, 129925 (2021).
- B.R. Beck, B. Shin, Y. Choi, S. Park, and K. Kang, Comput. Struct. Biotechnol. J. 18, 784 (2020).
- A.A. Elfiky, Life Sci. 253, 117592e (2020).
- A. Belhassan, S. Chtita, H. Zaki, T. Lakhlifi, and M. Bouachrine, Bioinformation 16, 404 (2020).
- N. Muralidharan, R. Sakthivel, D. Velmurugan, and M.M. Gromiha, J. Biomol. Struct. Dyn. 39, 2673 (2021).
- S. Vardhan and S.K. Sahoo, Comput. Biol. Med. 124, 103936 (2020).
- P. Calligari, S. Bobone, G. Ricci, and A. Bocedi, Viruses 12, 445 (2020).
- L. S. Braga, D.H. Leal, K. Kuca, and T.C. Ramalho, Curr. Org. Chem. 24, 314 (2020).
- R. Sahu, R.K. Mohapatra, S. I. Al-Resayes, D. Das, P.K. Parhi, S. Rahman, L. Pintilie, M. Kumar, M. Azam, and A. Ansari, J. Saudi Chem. Soc. 25, 101193 (2021).
- F. Pereira, K. Xiao, D.A. Latino, C. Wu, Q. Zhang, and J. Aires-de-Sousa, J. Chem. Inf. Model 57, 11 (2017).
- A. Karuppasamy, K.G. Krishnan, M.P. Velayutham Pillai, and C. Ramalingan, J. Mol. Struct. 1128, 674 (2017).
- N. Rasool, F. Yasmin, S. Sahai, W. Hussain, H. Inam, and A. Arshad, Chem. Phys. Lett. 771, 138463 (2021).
- M.G. Khrenova, V.G. Tsirelson, and A.V. Nemukhin, Phys. Chem. Chem. Phys. 22, 19069 (2020).
- K. Arafet, N. Serrano-Aparicio, A. Lodola, A. J. Mulholland, F.V. Gonz'alez, K. 'Swiderek, and V. Moliner, Chem. Sci. 12, 1433 (2021).
- C.M. Coleman, J.M. Sisk, R.M. Mingo, E.A. Nelson, J.M. White, and M. B. Frieman, J. Virol. 90, 8924 (2016).
- R. Dennington, T. Keith, and J. Milam, Shawnee Mission KS, 2009. Version 5.
- N.M. O'Boyle, A. L. Tenderholt, and K.M. Langner, J. Compt. Chem. 29, 839 (2008).
- K. Gholivand, F. Mohammadpanah, M. Pooyan, and R. Roohzadeh, Journal of Molecular Structure 1248, 131481 (2022).
- H. S. Sumrra, A.U. Hassan, M. Imran, M. Khalid, E.U. Mughal, M.N. Zafar, M.N. Tahir, M.A. Raza, and A.A.C. Braga, Appl. Organomet. Chem. 34, e5623 (2020).
- A. Ali, M. Khalid, S. Abid, J. Iqbal, M.N. Tahir, A.R. Raza, J. Zukerman-Schpector, and M.W. Paixao, Appl. Organomet Chem. 34, e5399 (2020).
- Y. S. Mary, G. Yalcin, Y. S. Mary, K. S. Resmi, R. Thomas, T. �Onkol, E.N. Kasap, and I. Yildiz, Chemical Papers 74, 1957 (2020).
- S. Christopher Jeyaseelan and A. Milton Franklin Benial, J. Mol. Recognit. 34, e2872 (2021).
- M. Pradeep Kumar, K. Kranthi Raj, D. Ramachandran, M.N. S. Pavan Kumar, Radha Vaddavalli, and P. Jhansi Lakshmi, J. Proteomics Bioinform. 3, 305 (2010).
- A. Kumari, V. S. Rajput, P. Nagpal, H. Kukrety, S. Grover, and A. Grover, J. Biomol. Struct. Dyn. 40, 4987 (2022).
- B. Nutho, S. Pengthaisong, A. Tankrathok, V. S. Lee, J.R.K. Cairns, T. Rungrotmongkol, and S. Hannongbua, Biomolecules 10, 1 (2020).
- A. Bornot, C. Etchebest, and A.G. De Brevern, Proteins Struct. Funct. Bioinforma. 79, 839 (2011).
- T. Joshi, T. Joshi, P. Sharma, S. Chandra, and V. Pande, J. Biomol. Struct. Dyn. 39, 823 (2021).
- B. Nutho, P. Mahalapbutr, K. Hengphasatporn, N.C. Pattaranggoon, N. Simanon, Y. Shigeta, S. Hannongbua, and T. Rungrotmongkol, Biochemistry 59, 1769 (2020).
- R. Suno, S. Lee, S. Maeda, S. Yasuda, K. Yamashita, K. Hirata, S. Horita, M. S. Tawaramoto, H. Tsujimoto, T. Murata, M. Kinoshita, M. Yamamoto, B.K. Kobilka, N. Vaidehi, S. Iwata, and T. Kobayashi, Nat. Chem. Biol. 14, 1150 (2018).
- P. Mahalapbutr, N. Darai, W. Panman, A. Opasmahakul, N. Kungwan, S. Hannongbua, and T. Rungrotmongkol, Sci. Rep. 9, 1 (2019).
- B.R. Miller, T.D. McGee, J.M. Swails, N. Homeyer, H. Gohlke, and A.E. Roitberg, J. Chem. Theory Comput. 8, 3314 (2012).
- C. Wang, D. Greene, L. Xiao, R. Qi, and R. Luo, Front. Mol. Biosci. 4, 1 (2018).
- U. Ryde and P. Soderhjelm, Chem. Rev. 116, 5520 (2016).
- V.A. Potemkin and M.A. Grishina, J. Comput. Aided Mol. Des. 22, 489 (2008).
- M. Grishina, O. Bolshakov, A. Potemkin, and V. Potemkin, Comput. Theor. Chem. 1091, 122 (2016).
- R. F.W. Bader, Chem. Rev. 91, 893 (1991).
- V. Naumovich, M. Grishina, J. Novak, P. Pathak, V. Potemkin, M. Shahbaaz, and M.H. Abdellattif, J. Biomol. Struct. Dyn. 40, 4775 (2022).