Investigació computacional de derivats de benzalacetofenona contra SARS-CoV-2 com a possibles compostos bioactius multiobjectiu Ⅱ

3.7.2. Estabilitat del complex 3CLpro-carmofur

El complex 3CLpro-carmofur va mostrar una dinàmica estable durant els 150 ns de simulació després d'un període d'equilibri (60 ns). El valor mitjà de RMSD per a la columna vertebral i el complex va ser de 2,34 Å i 2,81 Å, respectivament. Els residus terminals N i C van mostrar fluctuacions residuals màximes (~ 10 Å). Tanmateix, els residus implicats en les interaccions no enllaçades estables i conservades van mostrar fluctuacions relativament molt menors (~ 2, 0 Å). El valor Rg va revelar un patró de plegament durant ~ 30 ns (Fig. 10) i es va trobar que expressava un desplegament parcial que indicava una unió estable de lligands. A més, es va observar que la superfície mitjana inicial i final ocupada pel complex atracat 3CLpro i carmofur era de 145,97 nm2 i 148,49 nm2 respectivament. La superfície hidrofòbica mitjana ocupada pel complex era de 148,32 nm2, cosa que representava un desplegament de proteïnes i flexibilitat de la butxaca d'unió. La pel·lícula suplementària (S2) representa el mode d'enllaç detallat i la dinàmica estable de carmofur a 3CLpro. Aquest complex va formar 6 establesH-enllaços dels quals 4 eren consistents al llarg de les simulacions. Es creia que aquests establesH-les interaccions d'enllaç van promoure la formació de complexos estables. L'energia d'unió relativa estimada del complex 3CLpro-carmofur va ser− 16,67 kcal/mol. A més, es van identificar els principals residus que contribueixen a l'energia d'unió calculant l'energia de descomposició per residu. Els residusThr25, MET49, Cys142, Met165, Leu167, Arg188,iGln189va afavorir la formació de complexos estables. Tanmateix, residusAsn142iGlu166no afavoria les interaccions. Entre aquests residus,Met165va mostrar contribucions significatives a l'energia d'enllaç, ja que tenia la menor energia de contribució (− 9,12 kJ/mol). Tanmateix, l'energia de contribució per a altres residus que interactuen va variar entre− 1.42 a− 5,601 kJ/mol i també va participar en la formació de complexos estables.

3.7.3. Estabilitat del complex PLpro - 4-hidroxicordoïna (c30).

El complex PLpro–4-hidroxicordoïna (c30) va mostrar una dinàmica estable i una tendència similar al llarg de 150 ns. El valor RMSD va ser estable fins a ~ 80 ns des de ~ 1, 2 a ~ 1, 5 Å i ~ 1, 8 a ~ 2, 2 Å per a la columna vertebral i el complex, respectivament. Després de ~ 80 ns, es va trobar que la RMSD era relativament més alta (~ 1, 5–2, 3 Å i ~ 2, 2 a 3, 5 Å, respectivament) a causa de l'augment de la superfície de la proteïna. Les fluctuacions residuals representades per al C van revelar la formació de contactes estables no enllaçats en residus amb menys fluctuacions observades a 4-hidroxicordoïna (c30), és a dir, Val203, Met207, Tyr208, Met209, Ile223, Pro224 i Pro248 en comparació amb altres residus que no interaccionen. El valor Rg va mostrar una formació complexa estable durant la simulació MD formant una forma globular compacta, tal com es va revelar per una disminució constant del valor Rg. La pel·lícula suplementària (S3) presenta el mode d'unió de 4-hidroxicordoïna (c30) amb PLpro. Es va observar que el bucle format per residus entre dos fulls estava a prop de la butxaca d'enquadernació i posseïa el màxim contacte amb la molècula. Tanmateix, a causa de la naturalesa flexible d'aquest bucle, va mostrar l'obertura de la butxaca d'unió que va provocar un augment del SASA i el moviment del lligand durant la simulació de MD després de ~ 85 ns. La superfície inicial i final ocupada pel complex atracat PLpro i 4-hidroxicordoïna (c30) va ser de 169,50 nm2 i 170,29 nm2 respectivament. La superfície mitjana ocupada pel complex era de 170 nm2. El complex va formar 3 enllaços H dels quals 2 eren consistents. L'afinitat d'unió de la 4- hidroxicordoïna (c30) amb PLpro es va estimar calculant l'energia d'unió relativa. El complex mostrava una energia d'unió de -16,28 kcal/mol. Per obtenir més coneixements estructurals sobre la contribució dels residus individuals a l'energia d'unió, es va analitzar l'energia de descomposició dels residus. Es va observar que 7 residus van contribuir significativament a la formació del complex estable i van afavorir les interaccions no enllaçades existents, és a dir, Val203, Met207, Tyr208, Met209, Ile223, Pro224 i Pro248 (Fig. 11). El més important és que els residus Tyr208, Met209, Ile223 i Pro224 van mostrar contribucions significatives a l'afinitat d'unió obtenint l'energia de contribució més baixa de - 2, 97, - 3, 89, - 3, 82 i - 2, 91 kJ / mol, respectivament. Podeu trobar un vídeo addicional relacionat amb aquest article a https://d oi.org/10.1016/j.compbiomed.2022.105668.

3.7.4. Estabilitat del complex PLpro-GRL-0617

El complex PLpro-GRL-0617 era estable i presentava valors RMSD similars fins a 120 ns. El valor de RMSD per a la columna vertebral va oscil·lar entre ~1,3 Å i ~3,0 Å i entre ~1,8 Å i ~4,5 Å per al complex. La disminució constant del valor RMSD de la columna vertebral es va observar després de ~120 ns (de ~3.{{2{0}} Å a 2.0 Å) i es va mantenir estable durant tot el període. Període de simulació MD (150 ns). De la mateixa manera, el valor RMSD complex va mostrar una disminució constant similar del valor RMSD que va des de ~ 4, 5 Å fins a ~ 3, 0 Å. Després de ~120 ns, el valor RMSD va augmentar encara més fins a 3,8 Å fins a 150 ns. Les fluctuacions residuals de Gly164, Asp165, Thr211, Leu212, Asn216, Ile223, Ala247, Pro248 i Tyr265 van ser relativament menors en comparació amb altres residus que no interactuen. Tot i que Cys225, Val226 i Cys227 van mostrar una fluctuació residual màxima de fins a 6 Å a causa de l'augment de la flexibilitat local, es va observar una interacció de lligands durant la simulació. A més, el valor Rg va mostrar una formació complexa estable fins a ~ 70 ns. A més, a causa de la flexibilitat d'una regió de bucle adjacent a la butxaca d'unió del lligand "Lys158 a Val166", es va observar el moviment del lligand cap a altres butxaques d'unió (pel·lícula complementària S4) que també es va evidenciar per un augment del valor Rg ~ 70. ns. A més, GRL-0617 va formar els contactes estables no units al llarg de la simulació MD de 150 ns, tal com és compatible amb el patró Rg estable. Inicialment, el SASA va mostrar una butxaca d'enquadernació flexible i va augmentar el valor del SASA. Això pot haver provocat la reorientació del lligand GRL- 0617. La superfície inicial i final ocupada pel complex atracat PLpro i GRL- 0617 es va observar com 164,32 nm2 i 162,263 nm2 respectivament. La superfície mitjana ocupada pel complex era de 165,02 nm2. De la mateixa manera, els valors SASA augmentats van indicar l'obertura de la butxaca d'unió per a la formació de complexos estables, que es va afavorir principalment a causa de la naturalesa flexible dels residus de la butxaca d'unió. El complex va formar 4 enllaços H dels quals 2 enllaços H eren consistents durant el període de simulació. A més, el complex PLpro-GRL-0617 va mostrar una energia d'unió de -11,83 kcal/mol. A més, es van quantificar els coneixements estructurals sobre la contribució dels residus individuals a l'energia d'unió calculant l'energia de descomposició per residu. Es va observar que 9 residus tenien una contribució significativa a la formació del complex estable i afavorien les interaccions no enllaçades existents, és a dir, Thr211, Leu212, Asn216, Ile223, Cys225, Val226, Cys227, Ala247 i Pro248 (Fig. 12). El més important és que els residus Ile223, Cys225, Val226 i Cys227 van mostrar contribucions significatives en l'afinitat d'unió en anotar l'energia de contribució més baixa de -0,91, -0,74, -1.86 i -1,08 kJ/mol, respectivament .

Podeu trobar un vídeo addicional relacionat amb aquest article a https://d oi.org/10.1016/j.compbiomed.2022.105668.

Fig. 5. Anàlisis GO de proteïnes regulades per derivats de benzalacetofenona que presenten components cel·lulars, funció molecular i processos biològics.

3.7.5. Estabilitat de la proteïna espiga - complex mallotophilippen D (c42).

El complex de proteïna espiga-mallotophilippen D (c42) va mostrar una dinàmica estable després d'un període d'equilibri de 100 ns similar als altres complexos estudiats. El valor RMSD va variar entre ~ 1, 2 Å a 3 Å i 1, 8 Å a ~ 4 Å per a la columna vertebral i el complex, respectivament. La simulació es va ampliar encara més fins als 200 ns, ja que aquest complex va arribar a un estat d'equilibri després de 100 ns. La columna vertebral mitjana i els valors complexos de RMSD observats van ser de ~ 2, 6 Å i ~ 3, 8 Å, respectivament. Les fluctuacions residuals representades per al C , van revelar menys fluctuacions per als residus que participaven en els contactes no units amb mallotophilippen D (c42) en comparació amb altres residus que no interactuen. Tanmateix, la regió de bucle flexible formada pels residus Alal344-Trp353 i Glu{516-Thr523 era altament dinàmica i mostrava fluctuacions més altes (~3 Å). Els residus implicats activament en les interaccions lligand-proteïna, inclosos Phe342, Leu368 i Ile434, van mostrar la menor fluctuació (pel·lícula complementària S5). A més, es va formar un complex estable durant la simulació MD i va establir una forma globular compacta tal com es va revelar per una disminució del valor Rg després de 10 ns. El complex va seguir un valor Rg estable després de 100 ns que indica el plegament adequat que es necessitava per formar un complex estable entre lligand i proteïna. La superfície inicial i final ocupada per la proteïna d'espiga i el complex atracat mallotophilippen D (c42) era de 112,38 nm2 i 112,6 nm2 respectivament. La superfície mitjana ocupada pel complex era de 111,4 nm2. La pel·lícula suplementària (S5) demostra el mode d'unió detallat de mallotophilippen D (c42) amb proteïna de punta. El complex va formar 6 enllaços H dels quals 3 eren consistents. L'afinitat d'unió del mallotophilippen D (c42) a la proteïna de punta es va estimar calculant l'energia d'unió relativa. A més, el complex mostrava una energia d'unió de -34,10 kcal/mol. A més, l'energia de contribució per residu va revelar 12 residus de la butxaca d'unió, és a dir, Phe342, Ala363, Asp364, Tyr365, Leu368, Leu371, Ala372, Phe374, Ile434, Trp436, Val511 i Leu511 contribueixen significativament a la formació de complexos estables (Fig. 13). Els residus Phe342, Leu368, Ile434 i Trp436 de la butxaca d'unió van mostrar contribucions significatives a l'afinitat d'unió obtenint la menor energia de descomposició/aportació de residus de -5,78, -9,39, -4,71 i -4,20 kJ/mol respectivament.

Fig. 7. Preditespectres antiviralsde derivats de benzalacetofenona contra múltiples virus. Es va predir que la majoria dels derivats de benzalacetofenona eren actius contra el virus de l'herpes (12,57 per cent) i els menys contra el tracoma (0,57 per cent).

3.7.6. Estabilitat de la proteïna espiga - complex DRI-C23041

El complex de proteïna d'espiga-DRI-C23041 també va mostrar una dinàmica estable després d'un període d'equilibri d'1{00 ns similar al complex de proteïna d'espiga mallotophilippen D (c42). Inicialment, els valors de la columna vertebral i del complex RMSD van augmentar gradualment de ~ 1, 8 Å a 5 Å i de ~ 2 Å a ~ 5, 1 Å per a la columna vertebral i el complex respectivament. Els residus Val367, Leu368, Asp339, Asp364, Asp389 i Leu441 van mostrar relativament menys fluctuacions (~ 4, 0 Å) ja que participen en interaccions estables no enllaçades amb DRI-C23041. El bucle flexible format pels residus Ala475 a Asn487 va mostrar fluctuacions residuals màximes (~ 11, 0 Å). A més, es va formar un complex estable per un valor Rg constant de ~ 18 Å. A més, es va observar la rotació en sentit antihorari del lligand a uns ~ 63 ns després del desplegament parcial dels complexos, que també es va evidenciar per l'augment del valor de Rg a 19, 5 Å (pel·lícula suplementària S6). Tanmateix, el lligand va recuperar la seva posició original i va ocupar conformacions estables, i el complex va formar formes globulars compactes, recolzades per una disminució del valor Rg fins a 18, 3 Å. Aquesta transició estructural del lligand va afavorir la formació de complexos estables durant la simulació MD de 150 ns. La superfície inicial i final ocupada per la proteïna d'espiga i el complex atracat DRI-C23041 va ser de 109,379 nm2 i 107,334 nm2. La superfície mitjana ocupada pel complex era de 110,57 nm2. El complex va formar 4 enllaços H dels quals 2 eren consistents. Es va trobar que l'energia d'unió relativa entre DRI-C23041 a la proteïna d'espiga era de -3,10 kcal/mol. L'energia de contribució per residu va revelar 11 residus de la butxaca d'unió, és a dir, Asp339, Glu340, Asp364, Asp389, Asp398, Asp405, Glu406, Asp427, Asp428, Asp442 i Glu516 per contribuir significativament a la formació d'aquests complexos estables. els residus van puntuar menys per energia de descomposició/contribució de residus que va variar de -11,90 kJ/mol a -27,17 kJ/mol respectivament.

3.7.7. Component principal i matriu de correlació creuada dinàmica

Hem realitzat una anàlisi de components principals per explorar la flexibilitat conformacional i la diversitat de conformacions que sorgeixen de la trajectòria estable obtinguda a partir de simulacions MD de 150 ns, és a dir, de 100 a 150 ns per a cinc complexos i de 150 a 200 ns per al complex d'espiga proteïna-mallotophilippen D. El moviment col·lectiu màxim és capturat pels primers 10 vectors propis/components principals. Per tant, vam estudiar amb precisió els dos primers vectors propis/PC (components principals) en detall. La figura 15 representa la projecció 2D dels dos primers vectors propis. Es va observar que les molècules estàndard utilitzades en el present estudi, és a dir, Carmofur, GRL-0617 i DRI-C23041, dirigides a 3CLpro, PLpro i proteïnes d'espiga, respectivament, van mostrar una diversitat més gran de conformacions durant les simulacions (mostrades com a línia vermella). a la figura 15A–C) Tanmateix, els lligands seleccionats són 3'-(3-metil-2-butenil)-4′ -O- -D-glucopyr anosil{{22} }, 2′-dihidroxicalcona, 4-hidroxicordoïna i mallotophilippen D dirigits a 3CLpro, PLpro i proteïnes d'espiga, respectivament, van mostrar menys diversitat de conformacions durant la simulació. Això revela que els complexos 3'-(3-metil-2-butenil){-4′ -O- -D-glucopiranosil{-4,2'-dihidroxicalcona amb 3CLpro, La 4-hidroxicordoïna amb PLpro i mallotophilipen D amb proteïna espiga estan ben equilibrades i estabilitzades durant la simulació. A més, l'espai conformacional més gran ocupat pels complexos (molècules estàndard) presentava una flexibilitat conformacional més gran amb el màxim nombre de formacions diverses. Curiosament, els compostos 3'-(3-metil-2-butenil)-4′ -O- -D-glucopiranosil-4,2′ -dihidroxicalcona, {{ 51}}hidroxicordoïna i mallotophilipen D amb 3CLpro, PLpro i proteïna d'espiga ocupaven un espai conformacional relativament molt menor en comparació amb els seus respectius controls/estàndard. Per tant, proposem que les molècules seleccionades podrien ser més efectives que els fàrmacs estàndard (Fig. 15D-F).

La correlació creuada dinàmica dels àtoms de C observada en complexos obté més coneixements estructurals sobre el moviment col·lectiu dels dominis d'unió de lligands. La figura 16 representa el moviment residual concertat dels àtoms de C en tots els complexos simulats. La línia diagonal de color ambre mostra una forta autocorrelació de cada residu amb si mateix. L'amplitud de la correlació amb l'anticorrelació s'escala de color ambre a blau respectivament. En el complex 3'-(3-metil-2-butenil)-4′ -O{- -D glucopiranosil{-4,2′ -dihidroxi calcona-3 CLpro, els residus del lloc d'unió mostren anti-correlació amb el domini N-terminal del 3CLpro. Tanmateix, l'amplitud de l'anticorrelació és moderada mentre que el complex 3CLpro-carmofur (estàndard) va mostrar una anticorrelació similar amb una amplitud molt menor. Així doncs, proposem la unió de 3'-(3-metil-2-butenil)- 4′ -O- -D-glucopiranosil-4,2'-dihidroxicalcona que afavoriria la transició conformacional i promouria la formació de complexos estables amb interaccions no enllaçades millorades en comparació amb la seva molècula estàndard, és a dir, carmofur. De la mateixa manera, un altre complex 4-hidroxicordoïna PLpro va mostrar una forta correlació entre els residus 50-175, tanmateix, els mateixos residus en complex amb el fàrmac estàndard GRL-0617 unit a PLpro van mostrar un moviment cooperatiu relativament més feble. El moviment cooperatiu expressat pels residus de butxaca d'unió que van de 175 a 240 amb la regió N-terminal va revelar la importància dels residus del lloc actiu per estabilitzar el complex GRL-0617-PLpro. La correlació de butxaca d'enllaç es va perdre al complex GRL-0617-PLpro. El complex de proteïnes d'espiga de molècula estàndard DRI-C23041-va mostrar un fort moviment cooperatiu per als residus del 390 al 470 amb ell mateix, mentre que aquests residus del complex spike-mallotophilippen D van mostrar anti-cooperatius.moviment. A més, el complex spike-mallotophilippen D va mostrar antimoviment cooperatiu excepte per una forta autocorrelació expressada per tots els residus.

Així, la matriu de correlació creuada dinàmica va mostrar el moviment cooperatiu i anti-cooperatiu de la proteïna destacant la flexibilitat conformacional dels complexos estudiats i les interaccions estables no enllaçades medicades pel moviment no cooperatiu del costat oposat van desencadenar l'obertura i el tancament de la butxaca d'unió. residus que faciliten la formació de complexos estables durant la simulació MD.

Fig. 9. Paràmetres que descriuen 3CLpro-3'-(3-metil-2-butenil){-4′-O- -D-glucopiranosil-4, Estabilitats estructurals del complex 2′-dihidroxicalcona. (a) RMSD d'esquelet i complex, (b) RMSF, (c) Rg, (d) SASA, (e) nombre d'interaccions d'enllaç H, i (f) diagrama d'energia de contribució que destaca la importància dels residus de butxaca d'unió a formació de complexos estables.

Taula 6

Càlculs MM-PBSA de l'energia lliure d'unió i les energies d'interacció dels complexos d'èxit superior.

4. Discussió

S'ha indicat que els reforçadors immunològics podrien tenir un paper principal en la profilaxi contra múltiples pandèmies infeccioses, inclosa la COVID-19, ja que són més freqüents en la immunitat compromesa. Anteriorment, el paper dels reforçadors immunològics en el tractament de la COVID-19 s'havia explicat mitjançant enfocaments de bioinformàtica i de caminformàtica [34]. De la mateixa manera, el present treball va intentar investigar les benzalacetofenones (precursors dels flavonoides) [35] com a potenciadors immunològics i agents antivirals contra el nou coronavirus.

Inicialment, els compostos es van recuperar i es van sotmetre a una predicció de drogues basades en el pes molecular, els donants d'enllaços H, els acceptors i la lipofilia, tal com s'explica per la regla de cinc de Lipinski. Aquí, la majoria de les benzalacetofenones es van identificar amb puntuacions positives de semblança de fàrmacs que suggereixen la seva biodisponibilitat oral [16]. A més, es poden fer algunes modificacions a l'estructura de les fenones de benzalaceto amb puntuacions negatives de semblança de fàrmacs per millorar la seva biodisponibilitat oral. Tanmateix, cal tenir en compte que la seva funció biològica no s'ha de veure afectada. A més, es van predir els 5 lligands principals amb puntuacions positives de semblança de fàrmacs, és a dir, l'abissinona VI (c1), la isobavacalcona (c11), la 4-hidroxicordoïna (c30), el mallotophilipen E (c31) i el xantohumol oxigenat (c39). la lipofilia, la solubilitat en aigua, la farmacocinètica i la semblança del fàrmac, ja que són limitacions centrals que cal tenir en compte per a l'acció del fàrmac. Curiosament, cap d'aquests 5 cops va violar Lipkinski (pes molecular<500, number of H-bond acceptors <10, number of H-bond donors <5, and XLogP<5) [36] and Veber (number of rotatable bonds ≤10, and the total polar surface area ≤140, also questions 500 molecular weight cutoff in Lipinski rule of 5) [37] rules. 

A més, un total de 55 vies diferents van ser regulades per les benzalacetofenones sota investigacions en les quals el factor induïble per la hipòxia (HIF)-1, p53, el factor nuclear kappa B (NF-kB), el receptor de tipus toll, la necrosi tumoral Es va identificar la via de senyalització del factor (TNF), la caixa de forkhead, el subgrup O (FoxO), els estrògens, el Wnt, el receptor semblant a NOD i la via de senyalització de la interleucina-17 (IL{-17) i la interacció citocina-receptor de citocines preocupar-se enregulant el sistema immunitari. S'ha informat que l'expressió i l'estabilització de HIF es desencadenen per la hipòxia i la patogènesi associada a microbis. A més, HIF regula elfunció immune de l'hoste, augmentant la capacitat microbicida dels fagòcits i la diferenciació de les cèl·lules T seguida d'una activitat citotòxica. A més, la via de senyalització HIF té un paper primordial en la inflamació, el metabolisme i la polarització dels macròfags, la infecció microbiana (tant viral com bacteriana), la presentació d'antigen iimmunitat innata[38]. De la mateixa manera, es va identificar que la via de senyalització HIF-1 (hsa04066) estava regulada mitjançant la modulació dels gens FLT1, GAPDH, HMOX1, NOS2, TFRC i TIMP1 que tindrien un paper important en la manipulació delsistema immunitarien infeccions per coronavirus i tractar la inflamació del teixit afectat. A més, la via de senyalització p53 manipula elresposta immunemitjançant la transactivació de reguladors clau devies de senyalització immune.  

Fig. 10. Paràmetres que descriuen les estabilitats estructurals del complex 3CLpro-Carmofur. (a) RMSD d'esquelet i complex, (b) RMSF, (c) Rg, (d) SASA, (e) nombre d'interaccions Hbond i (f) trama d'energia de contribució que destaca la importància dels residus de butxaca d'unió en un complex estable formació.

Fig. 11. Paràmetres que descriuen les estabilitats estructurals del complex de PLpro-4-hidroxicordoïna. (a) RMSD d'esquelet i complex, (b) RMSF, (c) Rg, (d) SASA, (e) nombre d'interaccions d'enllaç H, i (f) diagrama d'energia de contribució que destaca la importància dels residus de butxaca d'unió a formació de complexos estables.

A més, també es reporten múltiples gens de les vies de senyalització p53 en la producció de citocines, la detecció de patògens, la inflamació i l'eliminació de cèl·lules mortes [39]. Per tant, les benzalacetofenones podrien estar implicades en la regulació dels gens CASP8, CCND2, CHEK1 i MDM2 de la via de senyalització p53 (hsa04115) i poden activar les citocines per augmentar la immunitat seguida de l'eliminació de teixits morts del cos. Les citocines inflamatòries com el TNF o les IL influeixen en les respostes immunitàries innates i adaptatives. A més, la seva importància s'ha il·lustrat acceptant la patogènesi generada mitjançant el bloqueig de citocines individuals com IL-6 o TNF [40]. Aquí, també es va predir que les benzalacetofenones modulen múltiples vies com la via de senyalització NF-kB (hsa04064), TNF (hsa04668) i IL-17 (hsa04657) i la interacció citocina-receptor de citocines (hsa04060) que estan directament relacionades amb la inflamació. citocines. Els receptors de tipus Toll solen expressar-se en cèl·lules sentinella (cèl·lules dendrítiques i macròfags) per reconèixer molècules conservades estructuralment derivades de microbis i tenir un paper clau en lasistema immunitari innat. A més, recluten molècules adaptadores específiques, activen factors de transcripció com NF-kB, indiquen el resultat de les respostes immunes innates i tenen un paper important en múltiples aspectes de la resposta immune innata als patògens [41]. Aquí, es van identificar les benzalacetofenones per regular les tres proteïnes, és a dir, CASP8, CD14 i CD86 a la via de senyalització del receptor similar al peatge. A més, els factors de transcripció de la subfamília FoxO del front (Fox) tenen un paper crucial en la funció cel·lular i homeostàtica decèl·lules rellevants per a la immunitatincloent cèl·lules T, cèl·lules B, neutròfils i altres llinatges no limfoides [42]. A més, les benzalacetofenones van regular la via de senyalització de FoxO (hsa04068) modulant tres proteïnes (CAT, CCND2 i MDM2) contra 130 proteïnes de fons amb una taxa de descobriment fals de 0,0137. De la mateixa manera, s'ha reconegut que els receptors d'estrògens desenvolupen les cèl·lules immunitàries seguida de la seva participació en la senyalització d'esteroides iniciada per la membrana. A més, produeixen interferó tipus I i també producció de citocines innates i desenvolupen o funcionen la resposta de les cèl·lules immunitàries innates [43]. Així mateix, el present treball va demostrar que les benzalacetofenones regulen la via de senyalització dels estrògens (hsa04915) mitjançant la modulació de tres proteïnes, és a dir, MMP2, PGR i RARA, que poden desencadenar la producció d'interferons i citocines i ajudar a la resposta ràpida de les cèl·lules immunitàries. De la mateixa manera, el senyal Wnt té un paper important en múltiples processos biològics, inclosa la regulació de les cèl·lules immunitàries, que és molt diversa en el desenvolupament de cèl·lules assassines naturals, la iniciació de cèl·lules T, l'acció dels macròfags en la reparació de teixits i la timopoiesi de les cèl·lules T [44]. Aquí, els fenones de benzalaceto van regular la via de senyalització Wnt (hsa04310) mitjançant la modulació de tres proteïnes, és a dir, CCND2, CTNNB1 i MMP7, i poden contribuir a desenvolupar i regular les cèl·lules assassines naturals, les cèl·lules T i els macròfags. De la mateixa manera, els receptors semblants a NOD funcionen en el reconeixement microbià, i s'informa de mecanismes de defensa de l'hoste i també desencadenen la resposta immune innata de l'hoste. A més, la família de receptors semblants a NOD s'ocupa de les interaccions hoste-patogen i de les respostes inflamatòries [45] que s'han regulat mitjançant la modulació de 3 proteïnes, és a dir, CASP8, CCL2 i CYBA.

En la interacció benzalacetofenones-objectius-via, es van avaluar múltiples paràmetres de tota la xarxa. La connectivitat mitjana de tots els nodes amb els seus veïns es defineix per la "connectivitat del barri" [46]. Aquesta variable va ser definida a la xarxa esmentada pels veïns en un 63,8 per cent. A més, la "centralitat intermèdia" mesura la freqüència del node per estar present al camí més curt entre altres nodes. Això indica que el node actua com a pont entre els nodes de la xarxa. Això ajuda a identificar el camí més curt i la freqüència dels nodes independents per caure en un [47] que es va observar que es correlaciona amb el recompte de veïns per 1. De la mateixa manera, la "centralitat de proximitat" calcula cada node en funció de la seva "proximitat" a altres nodes. i calcula el camí més curt entre els nodes. Això ajuda a entendre més ràpidament la influència del node individual sobre la xarxa determinada [47]. En el present treball, s'ha observat que la centralitat de proximitat depèn dels veïns en un 2 per cent.

Durant la identificació de nous agents antivirals per al nou virus, rastrejar la propietat antiviral cap a un virus ben reconegut podria jugar un joc fàcil. Suposant això, vam investigar els fenons benzalaceto d'interès en l'espectre biològic antiviral. En això, es va observar que les benzalacetofenones seleccionades posseïen propietats antivirals contra l'adeno, el citomegalo, l'hepatitis, l'herpes, el tracoma, la grip, la parainfluenza, la picorna, la verola, el rinoceront i el virus de la immunodeficiència humana. A més, l'anàlisi GO també va identificar la regulació de les vies de la malaltia infecciosa, és a dir, la infecció per virus del papil·loma humà (hsa05165), la infecció per herpesvirus associada al sarcoma de Kaposi (hsa05167), la carcinogènesi viral (hsa05203), la infecció per HTLV-I (hsa05166), la infecció per herpes simple (hsa05166). ), i miocarditis vírica (hsa05416) que es refereixen a la infecció viral respecte a la base de dades KEGG. Aquests resultats ens van impulsar encara més a investigar la probable propietat antiviral de les benzalacetofenones contra el nou coronavirus.

Per avaluar la probable acció antiviral de les benzalacetofenones contra SARS-CoV-2, hem utilitzat l'acoblament molecular in silico i les simulacions de MD explícites de tots els àtoms per investigar l'afinitat d'unió dels lligands contra 3 dianes del nou coronavirus, és a dir, 3CLpro, PLpro i domini d'unió al receptor de proteïnes espiga. Aquí, totes les benzalacetofenones van obtenir una energia d'unió inferior a -5.0 kcal/mol. Altres compostos van interaccionar amb les tres dianes amb un mínim d'una interacció d'enllaç H, excepte unes quantes, és a dir, 4-clorochalcona (c4), obocalcolactona (c17), 4'-O-metilbavachalcone (c22) i mallotophilipen E ( c31) amb la 3CLpro,2′ -hidroxicalcona (c2), 4-clorochalcona (c4), 4- hidroxicalcona (c5), ocanina (c7), 2′ ,3,4,4′ ,6 ′ -pentahidroxicalcona (c8), calcona (c10), (més )-tefrosona (c12), pinoembrincalcona (c13), 4′ -O-metilbavacalcona (c22) i 2′ ,4′ -dihidroxi-6′ - metoxi-3′ ,5′ -dimetilcalcona (c43) amb PLpro i 2′ -hidroxicalcona (c2), 4-clorochalcona (c4), calcona (c10), desmetilxantohumol (c21), 4 ′ -O-metilbavacalcona (c22), 7- metoxipraecansona B (c29), mallotofilipè C (c41) i 2′ ,4′ -dihidroxi-6′ -metoxi-3′ ,5 ′ -dimetilcalcona (c43) amb proteïna espiga. A més, 3CLpro està present a la nsp5 que pateix una divisió automàtica i allibera totes les subunitats de replicasa aigües avall per alterar el sistema d'ubiquitina que afecta les proteïnes funcionals [48] que estaven principalment dirigides per l'obocalcolactona (c17) amb una energia d'unió de -8,5 kcal/mol, de totes maneres. no tenia interaccions d'enllaç H. El cicle viral del coronavirus està regulat per proteïnes replicases activades mitjançant pp1a i pp1ab i és processat pel PLpro [49], que va ser modulat principalment per 4-hidroxicordoïna (c30) i xantohumol (c38) amb una afinitat d'unió de - 8,2 kcal/mol pels dos lligands. De la mateixa manera, el coronavirus utilitza l'ACE2 com a porta d'entrada per entrar a la cèl·lula hoste [50, 51] i va ser principalment dirigit per l'abissinona VI (c1). Aquests resultats reflecteixen múltiples molècules (d'una categoria similar) que es poden utilitzar per orientar els diferents llocs de l'anatomia del virus a causa de les seves afinitats cap a diverses proteïnes mitjançant la teoria d'interacció "multi-compost (s)-multi proteïna (s)". Un dels aspectes importants de l'estudi presentat és la identificació d'inhibidors d'entrada viral que cobrien el 7,71 per cent del total de benzalacetofenones sota investigació (Fig. 7). Per tant, la unió de benzalacetofenones amb el domini d'unió al receptor de proteïnes d'espiga es va afegir com a proteïna d'espiga i és una clau directa per fregar l'homeòstasi cel·lular normal. A més, un dels aspectes importants que cal tenir en compte és que la "molècula adequada, l'objectiu correcte i la durada correcta", ja que una avaluació irracional pot provocar taquifilaxi cap a la patogènesi d'interès inclosa la COVID{101}} que es podria resoldre mitjançant "multicomponents". interacció -multiproteïna" sobre la teoria de la interacció "compost únic-objectiu únic". A més, aquest estudi va assenyalar la regulació d'algunes vies específiques, com ara vies de senyalització del TNF, NF-kB i IL{105}} i la interacció citocina-receptor de citocines (Fig. 17) que estan directament relacionades amb elregulació immunei també manipular la tempesta de citocines.

Fig. 16. Matriu de correlació creuada dinàmica d'àtoms de C observada en complexos de benzalacetofenones (A, C, E) i fàrmacs estàndard (B, D, F) amb 3CLpro, PLpro iproteïna espiga, respectivament. Les regions positives, que són de color ambre, representen moviments fortament correlacionats dels àtoms de C (Cij=1), mentre que les negativesles regions, de color blau, representen moviments anticorrelacionats (Cij=-1).

Anteriorment, s'han fet diverses investigacions per implementar el modelatge d'homologia, l'acoblament molecular, les simulacions de MD i l'avaluació MM-PBSA per registrar la variabilitat del transport de fàrmacs, la identificació de la inhibició al·lostèrica de proteïnes, la influència de la quiralitat en la inhibició selectiva d'enzims, l'exploració del mode irrevocable. dels receptors i l'avaluació de les interaccions lligand-proteïna [52–56]. De la mateixa manera, en el present treball, es va analitzar l'estabilitat de les interaccions intermoleculars de compostos potencials de plom identificats i molècules estàndard amb el seu objectiu respectiu mitjançant la simulació clàssica de MD per a 150 ns (proteïna espiga - complex mallotophilippen D (c42) durant 200 ns). Els resultats van revelar que 3'-(3-metil-2-butenil){-4' -O- -D-glucopiranosil{-4, 2′ -dihidroxicalcona (c35) presentava dinàmica estable amb 3CLpro en comparació amb una molècula estàndard carmofur. Anteriorment, es va informar que el carmofur inhibeix la replicació del coronavirus a les cèl·lules Vero E6 (EC50=24.30 μM) interaccionant amb el residu Cys145 de 3CLpro [57]. De la mateixa manera, en el present estudi, es va predir que el carmofur interaccionaria amb el residu Cys145 anotant una energia de contribució de -1,42 kJ/mol, mentre que, 3'-(3-metil-2-butenil)-4 Els compostos ′ -O- -D-glucopiranosil{-4,2′ -dihidroxicalcona van puntuar - 4,24 kJ/mol per a Cys145. A més, Cys145–His41 són els dos residus de la diada catalítica de 3CLpro que tenen un paper important en la divisió de les poliproteïnes SARS-CoV-2 [58]. A més, altres grups de recerca també van informar del paper potencial d'orientar Cys145 per dissenyar nous antivirals contra 3CLpro [59,60]. Curiosament, vam observar interaccions conservades del lloc d'unió (Thr25, Met49 i Met165) en ambdós compostos durant la simulació MD de 150 ns. De la mateixa manera, la 4-hidroxicordoïna (c30) es va examinar com a inhibidor de PLpro i va formar un complex estable en comparació amb una molècula estàndard GRL-0617. Anteriorment, GRL -0617 s'ha informat com un potent inhibidor de PLpro en cèl·lules Vero E6 infectades amb SARS-CoV-2 amb IC50 de 2,1 μM [61, 62]. En el present estudi, tant GRL-0617 com 4-hidroxicordoïna (c30) van formar RMSD estable i van compartir interaccions comunes amb Ile223 i Pro248 al llarg de la producció de 150 ns i 200 ns, respectivament, i van revelar que tots dos són adequats. hits com a inhibidors de PLpro.

A més, anteriorment, Bojadzic et al. va informar que DRI-C23041 inhibia el domini RBD de la proteïna espiga amb IC50 de 0, 52 μM [63]. En el present estudi, el mallotophilippen D (c42) es va identificar com a regulador de proteïna d'espiga i va mostrar una millor afinitat d'unió cap al domini RBD de la proteïna d'espiga en comparació amb una molècula estàndard DRI-C23041. El resultat de MM-PBSA va revelar que el mallotophilippen D (c42) posseeix l'energia lliure d'unió de -34,10 kcal/mol, mentre que, -3,10 kcal/mol per DRI-C23041, la qual cosa va indicar una major afinitat del mallotophilipen D (c42) per augmentar la proteïna. . A més, es va trobar que tant DRI-C23041 com mallotophilippeD (c42) interactuen amb un residu comú Leu368 del domini RBD de la proteïna espiga durant la simulació MD de 150 ns. La investigació de complexos per a PCA i DCCM també va demostrar que les calcones amb 3CLpro, PLpro i proteïnes spike estan ben equilibrades i estabilitzades durant la simulació mitjançant l'ocupació d'un espai conformacional relativament menor i una flexibilitat conformacional amb un nombre mínim de conformacions diverses en comparació amb les molècules estàndard. Contemporània, 4-hidroxicordoïna (c30), un compost amb la puntuació més alta de semblança de fàrmacs regulava 9 proteïnes, és a dir, FLT1, CD86, CASP8, RARA, KLK3, PLAT, CTNNB1, HMOX1 i TOP2A en què 6 proteïnes, és a dir, CASP8, CTNNB1, TOP2A, CD86, PLAT i HMOX1 es van localitzar per estar relacionades amb la infecció viral. CASP8 codifica la caspasa 8; un patogen viral que s'adreça a la cèl·lula apoptòtica dependent de CASP8-i la via de mort de les cèl·lules necròtiques que depèn de la proteïna que interacciona amb el receptor (RIP) 1 i 3. Per tant, l'adquisició de l'activitat CASP8 suprimeix RIP1 i 3 per enfortir la paper en la defensa de l'hoste contra patògens virals intracel·lulars [64]. De la mateixa manera, CTNNB1 codifica la catenina -1 i és responsable de la síntesi de proteïnes d'interferó [65], i és el principal modulador de la resposta immune. A més, pot interferir amb les infeccions víriques [66]. De la mateixa manera, TOP2A codifica la topoisomerasa 2 i la seva inhibició indueix danys a l'àcid desoxiribonucleic telomèric i disfunció de les cèl·lules T durant la infecció viral crònica [67]. A més, el CD86 codifica l'antigen d'activació dels limfòcits T CD86 i controla el CD8 antiviral més la funció de les cèl·lules T i la vigilància immune [68]. PLAT codifica l'activador del plasminogen i contribueix a la inflamació perjudicial dels pulmons i a la formació local de coàguls de fibrina; pot estar implicat en la defensa de l'hoste contra les infeccions pel virus de la grip [69]. De la mateixa manera, HMOX1 codifica l'hemoxigenasa 1. Anteriorment, es va informar que la proteïna 3a del marc de lectura oberta SARS-CoV-2 s'unia a la proteïna HMOX1 humana amb una alta confiança. La via HMOX1 pot inhibir l'agregació plaquetària i pot tenir propietats antitrombòtiques i antiinflamatòries, entre d'altres, totes elles condicions mèdiques crítiques observades en pacients amb COVID-19 [70].

Anteriorment, s'ha indicat que l'ARN genòmic del SARS-CoV-2 pot manipular gens immunitaris i privar-ne la funció. A més, s'ha assenyalat que l'ARN genòmic podria desencadenar interaccions interleucines i també pot desencadenar la tempesta de citocines [71]. A més, un estudi explora la part bit del microARN (miRNA) en la infecció per COVID per evitar el reconeixement i l'atac de la resposta immune. En un instant, el SARS-CoV-2 pot actuar com a cotó o esponja per absorbir el miRNA i forçar la disfunció del sistema immunitari. A més, codifica el seu miRNA, entra a la cèl·lula hoste i és reconegut pel sistema immunitari de l'hoste [72].

Atès que les benzalacetofenones (calcones) s'informen en la manipulació de la resposta immune [11], i l'ARN es preocupa per la síntesi de gens immunes, el seu paper probable en la manipulació de l'hoste d'interacció de l'ARN genòmic s'ha d'investigar més a fons.

5. Conclusió

El present estudi va investigar les múltiples benzalacetofenones com a reforç immune i els seus espectres antivirals contra SARS-CoV -2. Aquest estudi va informar d'agents antivirals de plom probables, a saber, abissinona VI (c1), isobutrina (c16), obocalcolactona (c17), 4-hidroxicordoïna (c30), 3'-(3-metil-2-butenil). )-4′-O{- -D-glucopiranosil-4,2′-dihidroxicalcona (c35), xantohumol (c38) i 4-mallotophilipen D (c42) contra la COVID -19 orientant-se a 3CLpro, PLpro i proteïnes de punta. A més, l'anàlisi d'enriquiment va identificar la regulació de diversos

vies com HIF-1, p53, NF-kB, receptor de tipus Toll, TNF, FoxO, estrògens, Wnt i IL-17. A més, es van activar receptors semblants a NOD i receptors de citocines-citocines que estan directament relacionats amb la regulació del sistema immunitari i la manipulació de la tempesta de citocines. De la mateixa manera, es va produir una activació de múltiples vies contra la infecció viral i bacteriana i la desregulació endocrina on el sistema immunitari està principalment compromès. Aquests resultats suggereixen l'opció terapèutica dels derivats de la benzalacetofenona contra COVID-19. Limitant-nos a les troballes actuals, assenyalem que les troballes presentades en aquest treball es basen en simulacions de processadors que cal validar encara més amb protocols experimentals de laboratori humit.

Referències

[1] AR Fehr, S. Perlman, Coronaviruses: una visió general de la seva replicació i patogènesi, Methods Mol. Biol. 1282 (2015) 1–23, https://doi.org/10.1007/978- 1-4939-2438-7_1.

[2] Y. Dong, X. Mo, Y. Hu, X. Qi, F. Jiang, Z. Jiang, S. Tong, Epidemiology of COVID-19 between children in China, Pediatrics 145 (2020), e20200702, https://doi.org/ 10.1542/peds.2020-0702.

[3] CJ Andersen, KE Murphy, ML Fernandez, Impacte de l'obesitat i la síndrome metabòlica sobre la immunitat, Adv. Nutr. 7 (2016) 66–75, https://doi.org/10.3945/ an.115.010207.

[4] SG Deeks, BD Walker, The immune response to AIDS virus infection: good, bad, or both, J. Clin. Invertir. 113 (2004) 808–810, https://doi.org/10.1172/JCI21318.

[5] M. Gendrot, E. Javelle, A. Clerc, H. Savini, B. Pradines, Chloroquine as a prophylactic agent against COVID-19, Int. J. Antimicrobiana. Agents 55 (2020), 105980, https://doi.org/10.1016/j.ijantimicag.2020.105980.

[6] V. Mody, J. Ho, S. Wills, A. Mawri, L. Lawson, MCCJC Ebert, GM Fortin, S. Rayalam, S. Taval, Identification of 3-chymotrypsin like protease (3CLPro) inhibidors com a possibles agents anti-SARS-CoV-2, Commun Biol 4 (2021) 93, https:// doi.org/10.1038/s42003-020-01577-x.

[7] D. Shin, R. Mukherjee, D. Grewe, D. Bojkova, K. Baek, A. Bhattacharya, L. Schulz, M. Widera, AR Mehdipour, G. Tascher, PP Geurink, A. Wilhelm, GJ van der Heden van Noort, H. Ovaa, S. Müller, KP Knobeloch, K. Rajalingam, BA Schulman, J. Cinatl, G. Hummer, S. Ciesek, I. Dikic, Papain-like protease regulates SARS-CoV{{ 3}} propagació viral i immunitat innata, Nature 587 (2020) 657–662, https://doi.org/10.1038/s41586-020-2601-5.

[8] Y. Huang, C. Yang, XF Xu, W. Xu, SW Liu, Propietats estructurals i funcionals de la proteïna espiga del SARS-CoV-2: desenvolupament potencial de fàrmacs antivirus per a COVID-19, Acta Pharmacol. Sin. 41 (2020) 1141–1149, https://doi.org/10.1038/s41401-020- 0485-4.

[9] F. Yazdanpanah, MR Hamblin, N. Rezaei, Thesistema immunitarii COVID-19: amic o enemic, Life Sci. 256 (2020), 117900, https://doi.org/10.1016/j. lfs.2020.117900.

[10] Z. Rozmer, P. Perj´esi, Chalcones naturals i les seves activitats biològiques, Phytochemistry Rev. 15 (2016) 87–120, https://doi.org/10.1007/s11101-014- 9387-8.

[11] JS Lee, SN Bukhari, NM Fauzi, Effects of chalcone derivatives on players of the immune system, Drug Des DevelTher 9 (2015) 4761–4778, https://doi.org/ 10.2147/DDDT.S{{7 }}.

[12] D. Zhou, D. Xie, F. He, B. Song, D. Hu, Propietats antivirals i interacció de nous derivats de la calcona que contenen un fragment de purina i benzenosulfonamida, Bioorg. Med. Chem. Lett 28 (2018) 2091–2097, https://doi.org/10.1016/j. bmcl.2018.04.042.

[13] X. Tang, S. Su, M. Chen, J. He, R. Xia, T. Guo, Y. Chen, C. Zhang, J. Wang, W. Xue, Novel chalcone derivats containing a 1, 2, 4-fragment triazina: disseny, síntesi, activitats antibacterianes i antivirals, RSC Adv. 9 (2019) 6011–6020, https://doi. org/10.1039/C9RA00618D.

[14] Y. Fu, D. Liu, H. Zeng, X. Ren, B. Song, D. Hu, X. Gan, Nous derivats de la calcone: síntesi, activitat antiviral i mecanisme d'acció, RSC Adv. 10 (2020) 24483–24490, https://doi.org/10.1039/D0RA03684F.

[15] A. Lagunin, S. Ivanov, A. Rudik, D. Filimonov, V. Poroikov, DIGEP-Pred: servei web per a la predicció in silico de perfils d'expressió gènica induïda per fàrmacs basats en fórmula estructural, Bioinformàtica 29 (2013) 2062–2063, https://doi.org/ 10.1093/bioinformatics/btt322.

[16] CA Lipinski, Compostos semblants al plom i a les drogues: la revolució de la regla de cinc, Drug Discov. Avui Technol. 1 (2004) 337–341, https://doi.org/10.1016/j. ddtec.2004.11.007.