Cistus incanus’un Bazı Biyoaktif Moleküllerinin SARS CoV-2 ye Karşı Moleküler Doking Analizi
Sakine Kübra ÇELİK1 , Elvan ÜSTÜN2 *
Öz
Koronavirüs hastalığı, halen yaşanmakta olan pandemik süreçle bütün dünyayı etkilemektedir. Hastalık ile mücadele tüm dünyada, aşılama çalışmaları ile devam etmektedir. Koruyuculuk süresi ve aşıya ulaşmadaki zorluklar düşünüldüğünde, hastalık ile mücadelede başarılı olunabilmesi için, virüsün öldürülmesi ya da replikayonunun engellenmesini sağlayan ilaçlara ihtiyaç vardır. İlaç çalışmalarında fitokimyasalların virüs üzerine etkisinin incelenmesinin ardından, daha etkili moleküllerin sentezlenebilmesi için izole moleküllerin modifiye edilmesi yöntemi uygulanır. İzole edilen her bir molekülün anti-viral aktivitesinin in-vitro yöntemlerle analizi mümkün değildir ve bu sorunun üstesinden gelmek için insilico yöntemler yardımcı olabilir. Cistus incanus daha önce pek çok virüsün denemeleri yapılarak anti-viral aktivitesi teyit edilmiş bir bitkidir. Bu çalışmada içerik analizi sonrasında Cistus incanus’da tespit edilen myricetin 3-O-hexoside, myricitrin, quercitrin ve kaempferol 3-O-rutinocide moleküllerinin papain-like protease and main protease ile etkileşimi moleküler doking yöntemleri ile analiz edilmiştir. Analizlerin sonucunda incelenen moleküller ile papain-like protease ve main protease arasında güçlü H-bağları tespit edilmiştir.
Anahtar Kelimeler: COVID-19, Papain-Like Proteaz, Cistus incanus, Moleküler Doking
1. Giriş
Bitkilerdeki biyoaktif bileşikler uzun süredir viral hastalıklara karşı kullanılmaktadır. Bazı bu fitokimyasalların antioksidan, anti-alerjik ve anti-inflamatuar özellikleri vardır (Bhushan etal., 2020) ve ayrıca reseptörlerin ve enzimlerin fonksiyonlarını modüle eder (Carbonell-Capella ve diğerleri, 2015). Bitki özleri, tıbbi amaçlı peptitlerin/proteinlerin hazırlanması için kullanılabilir. (Adhikari ve diğerleri, 2020). Akdeniz halkı Cistus türlerini cilt hastalıklarının tedavisinde kullanır, sindirim sorunları (Papaefthimiou ve diğerleri, 2014) ve ayrıca anti-inflamatuar olarak (Attaguile ve diğerleri, 2000). Cistus incanus sulu çözeltileri rutin, gallik asit gibi önemli biyoaktif bileşikleri içerir. flavonoid (kersetin, kaempferol, glikozit), kateşin, epikateşin, gallokatekin (Dimcheva ve Karşeva, 2017). Cistus incanus ekstraktlarının antibakteriyel ve antifungal aktivite (Simeray ve diğerleri, 1982; Chinou ve diğerleri, 1994; Bouamama ve diğerleri, 1999; Hannig ve diğerleri, 2008; Barrajón-Catalán ve diğerleri, 2010; Barros ve diğerleri, 2013; Wittpahl ve diğerleri, 2015
ve anti-kanser (Chinou ve diğerleri, 1994; Dimas ve diğerleri, 1998; Dimas ve diğerleri, 2006; Hatziantoniou ve diğerleri, 2006; BarrajónCatalán ve diğerleri, 2010; Skoric ve diğerleri, 2012), ayrıca DNA bölünmesine karşı koruyucu etkiler hücre kültüründe (Attaguile ve diğerleri, 2000). Bu nedenle farelerde anti-influenza virüs aktiviteleri (Droebner ve ark., 2007; Ehrhardt ve diğerleri, 2007; Kalusa ve diğerleri, 2009) ve HIV ve Filovirüslere karşı antiviral aktivite (Rebensburg ve ark., 2016) Cistus incanus'un doğrulandı.

Şekil 1. Cistus incanus ve Gori ve ark. tarafından kodlanmış dört aktif biyo-yapı.
(https://covid19.who.int/). Koronavirüs hastalığı Ağır Akut Solunum Sendromuna neden olduğundan (SARS), bu yeni virüs Şiddetli Akut Solunum Sendromu Coronavirüs-2 olarak tanımlandı. (SARS-CoV-2) (Peiris ve diğerleri, 2004; Furukawa ve diğerleri, 2020). Coronavirüse yakalandığı belirlendi iki proteaz, ana proteaz ve papain benzeri proteaz (Gao) tarafından işlenen yapısal olmayan bir proteindir. et al., 2021; Freitas ve diğerleri, 2020). Papain benzeri proteaz (PLP) ve ana proteaz (Mpro) virüsün replikasyonu ve transkripsiyonu ve (Capasso ve diğerleri, 2021; Shin ve diğerleri, 2020). İnsanlığın koronavirüsle mücadelesi aşılama ile devam ediyor. Toplam 6.495.672.032 13 Ekim 2021 tarihi itibariyle aşı dozları uygulanmıştır (https://covid19.who.int/). Yine de,
çalışmalar, herhangi bir gecikme olmaksızın yeni ilaç moleküllerinin saptanmasına odaklanmalıdır. Virüsü kodlayarak elde edilen SARSCoV-2 aşıları, koronavirüs tedavisi için uygun olmayacak aşıların etkinlik süresinin sınırlı olması ve aşı ile ilgili sorunlar nedeniyle gelecekte hastalık virüs mutasyonları (Lipsitch ve Dean, 2020; Chen ve diğerleri, 2021). İlaç çalışmaları, doğal ürünlerin aktivitesinin analiz edilmesiyle başlar (Behl ve ark., 2021). Daha sonra,
izole edilmiş aktif moleküller organik yöntemlerle değiştirilir ve daha etkili moleküller sentezlenir (Adhikari ve diğerleri, 2020). Para, emek ve zaman fırsatları düşünülürse, Her aktif molekülün ve modifiye edilmiş aktif maddenin çeşitli biyoaktivitelerini incelemek mümkün değildir. moleküller. Ek olarak, vücutta daha aktif moleküller hakkında öngörü sahibi olmak çok önemlidir. yaşadığımız pandemi süreci. Moleküler yerleştirme en yaygın kullanılan yöntemdir yapı bazlı ilaçların aktivitesini analiz etmek için (Contreras-Puentes ve Alvíz-Amador, 2020; Wua ve al., 2020; Shawky ve diğerleri, 2020). bağlanma bölgeleri hakkında önemli bilgiler elde edilmesini sağlar. ligandlı hedef moleküller. COVID-19 ile mücadelede, bazı moleküllerin analizi Bilinen faaliyetler öncelikle değerlendirilmiştir. Kandeel ve Al-Nazawi (2020) birçok analiz yaptı. FDA tarafından SARS-CoV-2'de PLP ile onaylanan moleküller. Ayrıca, anti-covid etkinliği
Moleküler yerleştirme çalışmaları ile yeni sentezlenen birçok molekülün (Liang ve diğerleri, 2021). Ayrıca, birçok çalışma fitokimyasalların çeşitli alanlardaki etkilerini incelemiştir. koronavirüse karşı bitkiler (Ali ve Kunugi, 2021; Antonio ve diğerleri, 2021; Alfaro, 2020; Gori, 2016). Glu167, Tyr171, Met208 ve Tyr268 ile H-bağ etkileşimleri moleküler yöntemlerle belirlendi. olea europaea, cichorium intybus ve marrubium vulgare'de yerleştirme yöntemleri en yüksek yerleştirme puanları (Kandeel ve Al-Nazawi, 2020). Ayrıca, cynara scolymus'un H-bağları Asn156, Gly163, Ser170 ile belirlendi (Kandeel ve Al-Nazawi, 2020; Osipiuk ve ark., 2021). Cistus incanus'un fraksiyonel analizi Gori ve ark. (2016) HPLC-DADMS/MS yöntemiyle. Bitkideki en yüksek aktif bileşenler, flavanol türevi mirisetin 3-Oheksoside, mirisitrin, kersitrin ve kaempferol 3-O-rutinosid idi. Myricetin 3-O-heksosit ve mirisitrin, cistus alt cinsinin üyeleridir. Parçalanmada mirisetin 3-O-heksozid m/z 479'da 24.5 dakikada gelirken, m/z 463'te mirisitrin 25.6 dakikada tespit edildi. m/z 447'deki aktif bileşen ve kaempferol 3-O-rutinoside m/z 593'tedir (Gori ve diğerleri, 2016). İlaç araştırmalarında viral proteinlerin protein-ligand bağlama özelliklerinin incelenmesi önemlidir. proteinler. Bu çalışmada, kersitinin papain benzeri proteaz ve ana proteaz inhibisyon aktivitesi, elde edilebilen mirisitrin, mirisetin-3-O-heksozit ve kaempferol-3-O-rutinosid molekülleri Cistus incanus'tan moleküler yerleştirme yöntemi ile araştırıldı. Bizim bildiğimiz kadarıyla, mirisetin-3-O-heksozit molekülünün COVID-19 hastalığına karşı aktivitesi araştırılmamıştır.
2. Malzemeler ve Yöntemler
Cistus incanus bitkisinin içerik analizi Gori ve ark. HPLC-DAD-MS / Ham etanolik yaprak ekstraktından elde edilen bileşenlerin detaylı analizi için MS kullanıldı. bu tepe uzunluğuna göre en yaygın bileşenler 3-O-heksozid, mirisitrin, quercitrin ve kaempferol 3-O-rutinocide (Gori ve diğerleri, 2016). Papain benzeri proteaz inhibisyon kapasitesi Bu aktif moleküllerin sayısı in-siliko olarak belirlenmiştir. Aktif moleküllerin 3 boyutlu yapıları Ulusal Tıp Kütüphanesinden (Ulusal Biyoteknoloji Merkezi) indirilmiştir. Bilgi; https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/). Papain benzeri proteaların kristal yapısı PDB Kimliği: 6w9c ve PDB Kimliği: 6lu7 olan ana proteaz, Protein Veri Bankasından alınmıştır. (https://www.rcsb.org/ ) (Osipiuk ve diğerleri, 2021; Jin ve diğerleri, 2020; Trott ve Olson, 2010). Suçlu moleküller kristalden çıkarıldı ve sadece polar hidrojenler eklendi. protein hedefi molekül pdbqt olarak kaydedildi ve AutoDockTools'a aktarıldı. Kollman Ücretleri ve Lamarkian Hesaplamalarda Genetik Algoritmalar kullanıldı. BIOVIA Discovery Studio Görselleştiricisi şu amaçlarla kullanıldı:
molekülleri ve bağlanma etkileşimlerini görselleştirin (https://discover.3ds.com/discovery-studio-visualizer ) (Holt ve diğerleri, 2008; Li ve diğerleri, 2021).
3. Bulgular ve Tartışma
PLP, konakçı doğuştan gelen bağışıklıkta ve viral replikasyonda etkili olan bir proteolitik enzimdir. bir koronavirüs inhibitörü olarak hedef molekül olarak kullanılabilir (Su ve diğerleri, 2021; Reddy ve diğerleri, 2021; Banerjee et al., 2020). PLP inhibitörü olarak FDA onaylı bir ilaç yoktur. Maiti (2020), PLP'nin
SARS-CoV-2'den kodlanmış olan, kararsız bölge gibi aktif sitelere sahip olan Cys189, Cys192, Cys224 ve Cys226 ve katalitik bölge Cys111, His272 ve Asp286 amino asitlerinden oluşur. ve bu sitelerin viral replikasyonda temel işlevleri vardır (Banerjee ve diğerleri, 2020). Bu bölgeler olabilir aday moleküller için önemli bir bölge olarak kabul edilir. engellendiği şeklinde yorumlanmıştır. kükürt bazlı moleküller tarafından katalitik bölgedeki Cys amino asidi, PLP'nin işlev bozukluğunu sağlayabilir ve viral replikasyonu durdurabilir. 6w9c kodlu PLP kristal yapısı Nisan 2020'de piyasaya sürüldü (Osipiuk et al., 2021). Bu kristal yapı ile yapılan moleküler yerleştirme çalışmalarında bölge ile olan etkileşimler en çok Leu162, Val202, Met206 ve Met208 gibi amino asitlerin oluşturduğu kaydedildi. Ancak Ser170 ve Asn156 gibi polar amino asitlerle etkileşimleri de dikkat çekicidir. (Saakre ve diğerleri, 2021; Banerjee ve diğerleri, 2021).
Tablo 1. SARS CoV-2 papain benzeri proteazın (PDB ID:6w9c) quercitrin ile aktif bölge analizi, mirisitrin, mirisetin-3-O-heksozit ve kaempferol 3-O-rutinosit (kırmızı: H-bağ, yeşil: pi-pi T-şekilli etkileşimler, mavi: Van der Waals etkileşimleri, pembe: pi-alkil, turuncu: pi-katyon))

Bu çalışma için birçok H-bağları tanımlanmıştır. Asp76, Glu167, Thr74, Cys155 ile H-bağları, ve kaempferol 3-O-rutinoside için Tyr171 amino asitleri, aşağıdakilerin bağlanma enerjisiyle kaydedildi -4.83 kcal/mol. Ayrıca birçok Van der Waals etkileşiminin de katkısı beklenmektedir ve Kaempferol 3-Orutinoside için hesaplanan bağlanma enerjisine His175 ile Pi-pi T şeklinde etkileşim. Bildiğimiz kadarıyla, mirisetin-3-O-heksosidin COVID19'a karşı aktivitesi daha önce hiç çalışılmamıştır. Mirisetin-3-O-heksositin bağlanma enerjisi, nispeten düşük, Asp76, Arg82, Ala153, Asn156, Gln174, Tyr171 ve His175 ile H-bağları birçok Van der Waals etkileşiminin yanı sıra dikkate değer. Myrisitrin, yaklaşık olarak -3.46 kcal/mol bağlanma afinitesi ile hedef molekülün aynı bölgesi. mirisitrin H-bağları vardı Asp76, Arg82, Asn156 ve Tyr171 ile kaydedildi. Kuersitrinin neredeyse ile etkileşimleri benzer amino asitler Tablo 1 ve Şekil 2'de incelenebilir. -3,91 kcal/mol olarak hesaplanmıştır.

Şekil 2. Kuersitrin, mirisitrin, mirisetin-3-O-heksosit Etkileşim Kalıntıları ve türleri ve Papain-benzeri Proteaz ile kaempferol 3-O-rutinosit
Küresel pandemi ile mücadelede anahtar enzim olan COVID-19 ana proteazının viral transkripsiyon ve replikasyona aracılık etmede önemli bir rol oynar. için de çekici bir hedef olduğu için SARS CoV-2 araştırmalarında, potansiyel inhibisyon için birçok bitki kaynaklı kimyasal analiz edildi. bu enzime karşı Şerif et al. kurkumin türevlerini değerlendirdi ve iyi etkileşimler kaydetti (Şerif ve diğerleri, 2021). Chebaibi et al. flavonoidlerin ve polifenollerin önleyici etkisini de değerlendirin narenciye limon ve sarımsak ve ellagik asit ve narirutin gibi bazı fitokimyasalları SARS CoV-2 inhibitörü (Chebaibi ve diğerleri, 2021). Diğer birçok fitokimyasal da ana için analiz edildi. Sisakht ve diğerleri tarafından proteaz inhibisyon aktiviteleri (Sisakht ve diğerleri, 2021). Chhetri et al. sentezlenmiş ve yeni azo imidazol türevlerini karakterize etti ve bunların COVID19 ana proteazına karşı inhibitör aktivitelerini araştırdı (Chhetri ve diğerleri, 2021). Co(II), Ni(II) ve Cu(II) deoksikolat kompleksleri ayrıca Refat ve diğerleri tarafından moleküler yerleştirme yöntemleri ile analiz edilmiştir. ve yüksek bağlanma afiniteleri kaydedildi bu, olası anti-viral aktivite için bir sinyal olabilir (Refat ve diğerleri, 2021). Bu araştırmada incelenen tüm aktif moleküller, ana bölgenin neredeyse aynı bölgesiyle etkileşime girdi. proteaz kristali. Göreceli olarak daha yüksek bağlanma afiniteleri, PLP'ninkinden hesaplanmıştır. kersitrin
-5.50 kcal/mol olarak en iyi bağlanma afinitesine sahiptir ve kaempferol 3-O-rutinosid, myricetin-3-O-hexoside, ve mirisitrin sırasıyla -3.95 kcal/mol, -4.79 kcal/mol ve -5.34 kcal/mol bağlanma enerjilerine sahiptir. Quercitrin, Lys5, Trp207, Leu282 ve Glu288 ile dört H bağına sahipken, mirisitrin Gln127 ile etkileşime girer, H-bağları için Lys137, Gly138 ve Asp289. Diğer tüm etkileşim türleri ve detayları Tablo1'de incelenebilir. ve Şekil 3.

Şekil 3. Kuersitrin, mirisitrin, mirisetin-3-O-heksositin Etkileşim Kalıntıları ve türleri ve Ana Proteaz ile kaempferol 3-O-rutinosit
4. Sonuçlar ve Öneriler
Fitokimyasallar çeşitli hastalıkların tedavisinde sıklıkla kullanılmaktadır. Eczacılığa ait şirketler genellikle fitokimyasalların aktivite analizinden elde edilen sonuçları ticari Ürünler. Aktiviteleri sıklıkla doğrulanan fitokimyasallar, daha fazlasına dönüştürülür. Sentetik yöntemlerle aktif formlar. Birçok aktivitesi araştırılan bitkilerden biri Cistus incanus. Bu bitkinin hem çiçeğinin hem de yapraklarının antibakteriyel ve anti-viral aktivitesi birkaç çalışma ile doğrulanmıştır. Farklı aktif formların antiviral aktivitesi Bu bitkinin yaprağından elde edilen fitokimyasallar iyi bilinmektedir. Bu çalışmada, aktivite mirisitin 3-O-heksozit, mirisitrin, kuersitrin ve kaempferol 3-O-rutinosit molekülleri, Cistus incanus'ta en sık etken olarak belirlenen, SARS CoV-2'ye karşı araştırıldı. İçin
Bu amaçla, moleküllerin papain benzeri proteaz ve ana proteaza karşı inhibisyon aktiviteleri moleküler docking yöntemiyle analiz edildi. Her ne kadar molekülerin bağlanma afinitesi sonuçları yerleştirme kabul edilebilir, tespit edilen H-bağları umut verici. Gelecekteki çalışmalar için tavsiyede bulunabilir
Bu yapıların farklı formlarının analizi.
Referanslar
Adhikari, B., Marasini, B. P., Rayamajhee, B., Bhattarai, B. J., Lamichhane, G., Khadayat, K., Adhikari, A., Khanal, S., and Parajuli,N. (2020). Potential roles of medicinal plants for the treatment of viral diseases focusing on COVID-19: A review. Phytotherapy Research, 35, 1298–1312. Alfaro, M., Alfaro, I., & Angel, C. (2020). Identification of potential inhibitors of SARS-CoV-2 papain-like proteasefrom tropane alkaloids from Schizanthus porrigens: A moleculardocking study. Chemical Physics Letters, 761, 138068.Tallei, T. E., Tumilaar, S. G., Niode, N. J., Fatimawali, Kepel, B. J., Idroes, R., Effendi, Y., Sakib, S. A., Emran, T. B. (2020). Potential of plant bioactive compounds as SARSCoV-2 main protease (Mpro) and spike (S) glycoprotein inhibitors: A molecular docking study". Scientifica, Article ID 6307457. Ali, A. M., and Kunugi, H. (2021). Propolis, bee honey, and their components protect against coronavirus disease 2019 (COVID-19): A Review of in silico, in vitro, and clinical studies”, Molecules, 26, 1232. Antonio, A. S., Wiedemann, L. S. M., and Veiga-Junior, V. F. (2020). Natural products' role against COVID19. RSC Advances, 10, 23379. Attaguile, G., Russo, A., Campisi, A., Savoca, F., Acquaviva, R., Ragusa, N, and Vanella, A. (2000). Antioxidant activity and protective effect on DNA cleavage of extracts from Cistus incanus L. and Cistus monspeliensis L. Cell Biology and Toxicology, 16, 83 - 90. Banerjee, A., Santra, D., & Maiti,S. (2020). Energetics and IC50 based epitope screening in SARS CoV-2 (COVID 19) spike protein by immune informatic analysis implicating for a suitable vaccine development. Journal of Translational Medicine, 18, 281. Banerjee, R., Perera, L., and Tillekeratne, L. M. V. (2021). Potential SARS-CoV-2 main protease inhibitors. Drug Discovery Today, 26(3). Barrajón-Catalán, E., Fernández-Arroyo, S., Saura, D., Guillén, E., Fernández- Gutiérrez, A., SeguraCarretero, A. (2010). Cistaceae aqueous extracts containing ellagitannins show antioxidant and antimicrobial capacity, and cyto- toxic activity against human cancer cells. Food Chemistry and Toxicology, 48. 2273–2282. doi: 10.1016/j.fct.2010.05.060. Barros, L., Dueñas, M., Alves, C. T., Silva, S., Henriques, M., Santos-Buelga, C. (2013). Antifungal activity and detailed chemical characterization of Cistus ladanifer phenolic extracts. Industrial Crops and Products, 41. 41–45. doi: 10.1016/j.indcrop.2012.03.038. Behl, T., Rocchetti, G., Chadha, S., Zengin, G., Bungau, S., Kumar, A., Mehta, V., Uddin, S., Khullar, G., Setia, D., Arora, S., Sinan, K. I., Ak, G., Putnik, P., Gallo,M., and Montesano, D. (2021). Phytochemicals from plant foods as potential source ofantiviral agents: an overview. Pharmaceuticals, 14, 381. Bhushan, I., Sharmaa, M., Mehtaa, M., Badyala, S., Sharmab, V., Sharmab, I., Singha, S., Sistlac, H. (2020). Bioactive compounds and probiotics-a ray of hope in COVID-19 management. Food Science and Human Wellness, 10, 131-140. Bouamama, H., Villard, J., Benharref, A., and Jana, M. (1999). Antibacterial and antifungal activities of Cistusincanus and C. monspeliensis leaf extracts. Thérapie 54, 731–733. Capasso, C., Nocentini, A., & Supuran, C. T. (2021) Protease inhibitors targeting the main protease and papainlike protease of coronaviruses. Expert Opinion on Therapeutic Patents, 31(4), 309-324 Carbonell-Capella, J. M., Buniowska, M., Esteve, M.J. (2015). Effect of Stevia rebaudiana addition on bioaccessibility of bioactive compounds and antioxidant activity of beverages based on exotic fruits mixed with oat following simulated human digestion. Food Chemistry, 184, 122-130. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2015.03.095. Chebaibi, M., Bousta, D., Gonçalves, R. F. B., Hoummani, H., & Achour, S. (2021). Medicinal Plants Against Coronavirus (SARS-COV-2) in Morocco Via Computational Virtual Screening Approach, Research Square, DOI: https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-679827/v1 Chen, j., Gao, K., Wang, R., and Wei, G. W. (2021). Prediction and mitigation of mutation threats to COVID19 vaccines and antibody therapies. Chemical Science, DOI: 10.1039/D1SC01203G (Edge Article) Chhetri, A., Chettri, S., Rai, P., Mishra, D. K., Sinha, B., & Brahman, D. (2021). Synthesis, characterization and computational study on potential inhibitory action of novel azo imidazole derivatives against COVID-19 main protease (Mpro: 6LU7). Journal of molecular structure, 1225, 129230. Chinou, F., Demefzos, C., Harvala, C., Roussakis, C., and Verbist, J. F. (1994). Cytotoxic and antibacterial labdane-type diterpenes from the aerial parts of Cistus incanus subsp. Creticus. Planta Medica, 60 (1), 34–36. Contreras-Puentes, N., and Alvíz-Amador, A. (2020). Virtual screening of natural metabolites and antiviral drugswith potential inhibitory activity against 3CL-PRO and PL-PRO. Biomedical and Pharmacology Journal, 13(2), 933-941. Dimas, K., Demetzos, C., Marsellos, M., Sotiriadou, R., Malamas, M., and Kokkinopoulos, D. (1998). Cytotoxic activity of labdane type diterpenes against human leukemic cell lines in vitro. Planta Medica, 64. 208–211. doi:10.1055/s- 2006-957410 Dimas, K., Papadaki, M., Tsimplouli, C., Hatziantoniou, S., Alevizopoulos, K., Pantazis, P. (2006). Labd-14- ene-8,13-diol (sclareol) induces cell cycle arrest and apoptosis in human breast cancer cells and enhances the activity of anti-cancer drugs. Biomedicine & Pharmacotherapy,60. 127–133. doi: 10.1016/j.biopha.2006.01.003 Dimcheva, V., and Karsheva, M. (2017). Antioxidant activity and polyphenolic content of the bulgarian wild herb Cistus incanus L. stored under different conditions. Journal of Chemical Technology and Metallurgy, 52 (5). 781-790. Droebner, K., Ehrhardt, C., Poetter, A., Ludwig, S., and Planz, O. (2007). CYSTUS052, a polyphenol-rich plant extract, exerts anti-influenza virus activity in mice. Antiviral Research, 76. 1–10. doi:10.1016/j.antiviral.2007.04.001 Ehrhardt, C., Hrincius, E. R., Korte, V., Mazur, I., Droebner, K., Poetter, A. (2007). A polyphenol rich plant extract, CYSTUS052, exerts anti influenza virus activity in cell culture without toxic side effects or the tendency to induce viral resistance. Antiviral Research, 76. 38–47. doi:10.1016/j.antiviral.2007.05.002 Freitas, B. T., Durie, I. A., Murray, J., Longo, J. E., Miller, H. C., Crich, D., Hogan,R. J., Tripp, R. A., and Pegan, S. D. (2020). Characterization and noncovalent inhibition of the deubiquitinase and deisgylase activity of sars-cov-2 papain-like protease. ACS Infectious Diseases, 6(8), 2099–2109. Furukawa, N. W., Brooks, J. T., and Sobel, J. (2020). Evidence supporting transmission of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 while presymptomatic or asymptomatic. Emerging Infectious Diseases Journal, 26(7), e201595. Gao, X., Qin, B., Chen, P., Zhu, K., Hou, P., Wojdyla, J. A., Wang, M., and Cui, S. (2021). Crystal structure of SARS-CoV-2 papain-like protease. Acta Pharmaceutica Sinica B, 11(1), 237-245. Gori, A., Ferrini, F., Marzano, M. C., Tattini, M., Centritto, M., Baratto, M. C., Pogni R., and Brunetti, C. (2016). Characterisation and antioxidant activity of crude extract and polyphenolic rich fractions from C. incanus leaves. International Journal of Moleculer Science, 17, 1344. Hannig, C., Spitzmüller, B., Al-Ahmand, A., Hannig, M. (2008). Effects of Cistus-tea on bacterial colonization and enzyme activities of the in-situ pellicle. Journal of Dentistry, 36. 540–545. Hatziantoniou, S., Dimas, K., Georgopoulos, A., Sotiriadou, N., and Demetzos, C. (2006). Cytotoxic and antitumor activity of liposome-incorporated sclareol against cancer cell lines and human colon cancer xenografts. Pharmacoogical Research, 53. 80–87. doi:10.1016/j.phrs.2005.09.008 Holt, P. A., Chaire, J. B., and Trent, J. O. (2008). Molecular docking of intercalators and groove-binders to nucleic acids using autodock and surflex. Journal of Chemical Information and Modeling, 48(8), 1602– 1615. Jin, Z., Du, X., Xu, Y., Deng, Y., Liu, M., Zhao, Y., Zhang, B., Li, X., Zhang, L., Peng, C., Duan, Y., Yu, J., Wang, L., Yang, K., Liu, F., Jiang, R., yang, X., You, T., Liu, X., Yang, X., Bai, F., Liu, H., Liu, X., Guddat, L. W., Xu, W., Xiao, G., Qin, C., Shi, Z., Jiang, H., Rao, Z., Yang, H. & Yang, H. (2020). Structure of M pro from SARS-CoV-2 and discovery of its inhibitors. Nature, 582(7811), 289-293. Kalusa,U., Grigorova, A., Kadeckib, O., Jansenc, J. P., Kiesewettera, H., Radtkea, H. (2009). Cistus incanus (CYSTUS052) for treating patients with infection of the upper respiratory tract a prospective, randomized, placebo-controlled clinical study. Antiviral Research, 84. 267–271. Kandeel, M., and Al-Nazawi, M. (2020). Virtual screening and repurposing of FDA approved drugs against COVID-19 main protease. Life Sciences Volume, 251, 117627. Li, D., Luan, J., and Zhang, L. (2021). Molecular docking of potential SARS-CoV-2 papain-like proteaseinhibitors. Biochemical and Biophysical Research Communications, 538, 72-79. Liang, C., Hui, N., Liu,Y., Qiao, G., Li, J., Tian, L., Ju, X., Jia, M., Liu, H., Cao, W., Yu, P., Li, H., & Ren, X. (2021). Insights into forsythia honeysuckle (Lianhuaqingwen) capsules: A Chinese herbal medicine repurposed for COVID-19 pandemic. Phytomedicine Plus, 1, 100027. Lipsitch, M., and Dean, N. E. (2020). Understanding COVID-19 vaccine efficacy. Science, 370, 6518, 763- 765. Maiti, B. K. (2020). Can papain-like protease inhibitors halt SARS-CoV-2 replication?. ACS Pharmacology & Translational Science, 3(5), 1017-1019. Osipiuk, J., Jedrzejczak, R., Tesar, C., Endres, M., Stols, L., Babnigg, G., Kim, Y., Michalska, K., Joachimiak, A. The crystal structure of papain-like protease of SARS CoV-2. Center for Structural Genomics of Infectious Diseases (CSGID), To be published. Papaefthimiou, D., Papanikolaou, A., Falara, V., Givanoudi, S., Kostas, S., and Kanellis, A. K. (2014) . Genus Cistus: a model for exploring labdane type diterpenes’ biosynthesis and a natural source of high value products with biological, aromatic, and pharmacological properties. Frontiers in Chemistry, 2(35). doi: 10.3389/fchem.2014.00035 Peiris, J. S. M., Guan, Y., and Yuen, K. Y. (2004). Severe acute respiratory syndrome. Nature Medicine, 10, 88–97. Rebensburg, S., Helfer, M., Schneider, M., Koppensteiner, H., Eberle, J., Schindler, M., ... & Brack-Werner, R. (2016). Potent in vitro antiviral activity of Cistus incanus extract against HIV and Filoviruses targets viral envelope proteins. Scientific Reports, 6(1), 1-15. Reddy. M. P., Makhal, P., and Rao, K. V. (2021). Potential herbal drugs and phytochemicals to minimize the risk of COVID-19: A review. Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry, 10(1), 670-675. Refat, M. S., Bakare, S. B., Altalhi, T. A., Alam, K., & Al-Hazmi, G. H. (2021). Synthesis and spectroscopic interpretations of Co (II), Ni (II) and Cu (II) decxycholate complexes with molecular docking of COVId19 protease. Polish Journal of Chemical Technology, 23(2), 54-59. Saakre, M., Mathew D., and Ravisankar, V. (2021). Perspectives on plant flavonoid quercetin-based drugs for novel SARS-CoV-2. Beni-Suef University Journal of Basic and Applied Sciences. Shawky, E., Nada, A. A., and Ibrahim, R. S. (2020). Potential role of medicinal plants and their constituents in the mitigation of SARS-CoV-2: identifying related therapeutic targets using network pharmacology and molecular docking analyses. RSC Advances, 10, 27961. Sherif, Y. E., Sayed, A. H., & Lotfy, M. (2021). Antiviral Effect of Curcuminoids and Curcumin Derivatives Against Coronavirus (Sars-Cov-2) Predicted Using Molecular Docking Approach. Egyptian Academic Journal of Biological Sciences. C, Physiology and Molecular Biology, 13(2), 47-62. Shin, D., Mukherjee, R., Grewe, D., Bojkova, D., Baek, K., Bhattacharya,A., Schulz, L., Widera, M., Mehdipour, A. R., Tascher, G., Geurink, P. P., Wilhelm, A., Noort, G. J. H., Ovaa, H., Müller, S., Knobeloch, K. P., Rajalingam, K., Schulman,B. A., Cinatl, J., Hummer, G., Ciesek, S. & Dikic, I. (2020). Papain-like protease regulates SARS-CoV-2 viral spread and innate immunity, Nature volume, 587, 657–662. Simeray, J., Chaumont, J. P., Bevalot, F. & Vaquette, I. (1982). Les propietes antifongiques des Cistae¨es et plus particulie¨rement de Cistus Laurifolius L.: role des tanins non hydrolysables. Fitoterapia, 53(43). 8. Sisakht, M., Mahmoodzadeh, A., & Darabian, M. (2021). Plant‐derived chemicals as potential inhibitors of SARS‐CoV‐2 main protease (6LU7), a virtual screening study. Phytotherapy Research, 35(6), 3262- 3274. Skori´c, M., Todorovi´c, S., Gligorijevi´c, N., Jankovi´c, R., Živkovi´c, S., Risti´c, M. (2012). Cytotoxic activity of ethanol extracts of in vitro grown Cistus creticus subsp. creticus L. on human cancer cell lines. Industrial and Crops Products. 38. 153–159. doi: 10.1016/j.indcrop.2012.01.017 Su, W., Chen, P., Yang, Z., Zhong, N., Ma, Q., Zeng, X., Zhang, J., Wang, Y., & Li, P. (2021). Network pharmacology integrated molecular docking reveals the potential of hypericum japonicum thunb. ex murray against COVID-19. Biotechnology & Biotechnological Equipment, 35(1), 453–461.Trott, O., and Olson, A. J. (2010). AutoDock Vina: Improving the speed and accuracy of docking with a new scoring function, efficient optimization, and multithreading. Journal of Computational Chemistry, 31(2), 455-461. Wittpahl, G., Kölling-Speer, I., Basche, S., Herrmann, E., Hannig, M., Speer, K., & Hannig, C. (2015). The polyphenolic composition of Cistus incanus herbal tea and its antibacterial and anti-adherent activity against Streptococcus mutans. Planta Medica, 81(18), 1727-1735. Wua, C., Liu, Y., Yang, Y., Zhang, P., Zhong, W., Wang, Y., Wang, Q., Xu,Y., Li,Xingzhou Li, M., Zheng, M., Chen, L., & Li, H. (2020). Analysis of therapeutic targets for SARS-CoV-2 and discovery of potential drugs by computational methods. Acta Pharmaceutica Sinica B, 10(5), 766-788.
Sakine Kübra ÇELİK1 , Elvan ÜSTÜN2 *
Öz
Koronavirüs hastalığı, halen yaşanmakta olan pandemik süreçle bütün dünyayı etkilemektedir. Hastalık ile mücadele tüm dünyada, aşılama çalışmaları ile devam etmektedir. Koruyuculuk süresi ve aşıya ulaşmadaki zorluklar düşünüldüğünde, hastalık ile mücadelede başarılı olunabilmesi için, virüsün öldürülmesi ya da replikayonunun engellenmesini sağlayan ilaçlara ihtiyaç vardır. İlaç çalışmalarında fitokimyasalların virüs üzerine etkisinin incelenmesinin ardından, daha etkili moleküllerin sentezlenebilmesi için izole moleküllerin modifiye edilmesi yöntemi uygulanır. İzole edilen her bir molekülün anti-viral aktivitesinin in-vitro yöntemlerle analizi mümkün değildir ve bu sorunun üstesinden gelmek için insilico yöntemler yardımcı olabilir. Cistus incanus daha önce pek çok virüsün denemeleri yapılarak anti-viral aktivitesi teyit edilmiş bir bitkidir. Bu çalışmada içerik analizi sonrasında Cistus incanus’da tespit edilen myricetin 3-O-hexoside, myricitrin, quercitrin ve kaempferol 3-O-rutinocide moleküllerinin papain-like protease and main protease ile etkileşimi moleküler doking yöntemleri ile analiz edilmiştir. Analizlerin sonucunda incelenen moleküller ile papain-like protease ve main protease arasında güçlü H-bağları tespit edilmiştir.
Anahtar Kelimeler: COVID-19, Papain-Like Proteaz, Cistus incanus, Moleküler Doking
1. Giriş
Bitkilerdeki biyoaktif bileşikler uzun süredir viral hastalıklara karşı kullanılmaktadır. Bazı bu fitokimyasalların antioksidan, anti-alerjik ve anti-inflamatuar özellikleri vardır (Bhushan etal., 2020) ve ayrıca reseptörlerin ve enzimlerin fonksiyonlarını modüle eder (Carbonell-Capella ve diğerleri, 2015). Bitki özleri, tıbbi amaçlı peptitlerin/proteinlerin hazırlanması için kullanılabilir. (Adhikari ve diğerleri, 2020). Akdeniz halkı Cistus türlerini cilt hastalıklarının tedavisinde kullanır, sindirim sorunları (Papaefthimiou ve diğerleri, 2014) ve ayrıca anti-inflamatuar olarak (Attaguile ve diğerleri, 2000). Cistus incanus sulu çözeltileri rutin, gallik asit gibi önemli biyoaktif bileşikleri içerir. flavonoid (kersetin, kaempferol, glikozit), kateşin, epikateşin, gallokatekin (Dimcheva ve Karşeva, 2017). Cistus incanus ekstraktlarının antibakteriyel ve antifungal aktivite (Simeray ve diğerleri, 1982; Chinou ve diğerleri, 1994; Bouamama ve diğerleri, 1999; Hannig ve diğerleri, 2008; Barrajón-Catalán ve diğerleri, 2010; Barros ve diğerleri, 2013; Wittpahl ve diğerleri, 2015
ve anti-kanser (Chinou ve diğerleri, 1994; Dimas ve diğerleri, 1998; Dimas ve diğerleri, 2006; Hatziantoniou ve diğerleri, 2006; BarrajónCatalán ve diğerleri, 2010; Skoric ve diğerleri, 2012), ayrıca DNA bölünmesine karşı koruyucu etkiler hücre kültüründe (Attaguile ve diğerleri, 2000). Bu nedenle farelerde anti-influenza virüs aktiviteleri (Droebner ve ark., 2007; Ehrhardt ve diğerleri, 2007; Kalusa ve diğerleri, 2009) ve HIV ve Filovirüslere karşı antiviral aktivite (Rebensburg ve ark., 2016) Cistus incanus'un doğrulandı.Şekil 1. Cistus incanus ve Gori ve ark. tarafından kodlanmış dört aktif biyo-yapı.
(https://covid19.who.int/). Koronavirüs hastalığı Ağır Akut Solunum Sendromuna neden olduğundan (SARS), bu yeni virüs Şiddetli Akut Solunum Sendromu Coronavirüs-2 olarak tanımlandı. (SARS-CoV-2) (Peiris ve diğerleri, 2004; Furukawa ve diğerleri, 2020). Coronavirüse yakalandığı belirlendi iki proteaz, ana proteaz ve papain benzeri proteaz (Gao) tarafından işlenen yapısal olmayan bir proteindir. et al., 2021; Freitas ve diğerleri, 2020). Papain benzeri proteaz (PLP) ve ana proteaz (Mpro) virüsün replikasyonu ve transkripsiyonu ve (Capasso ve diğerleri, 2021; Shin ve diğerleri, 2020). İnsanlığın koronavirüsle mücadelesi aşılama ile devam ediyor. Toplam 6.495.672.032 13 Ekim 2021 tarihi itibariyle aşı dozları uygulanmıştır (https://covid19.who.int/). Yine de,
çalışmalar, herhangi bir gecikme olmaksızın yeni ilaç moleküllerinin saptanmasına odaklanmalıdır. Virüsü kodlayarak elde edilen SARSCoV-2 aşıları, koronavirüs tedavisi için uygun olmayacak aşıların etkinlik süresinin sınırlı olması ve aşı ile ilgili sorunlar nedeniyle gelecekte hastalık virüs mutasyonları (Lipsitch ve Dean, 2020; Chen ve diğerleri, 2021). İlaç çalışmaları, doğal ürünlerin aktivitesinin analiz edilmesiyle başlar (Behl ve ark., 2021). Daha sonra,
izole edilmiş aktif moleküller organik yöntemlerle değiştirilir ve daha etkili moleküller sentezlenir (Adhikari ve diğerleri, 2020). Para, emek ve zaman fırsatları düşünülürse, Her aktif molekülün ve modifiye edilmiş aktif maddenin çeşitli biyoaktivitelerini incelemek mümkün değildir. moleküller. Ek olarak, vücutta daha aktif moleküller hakkında öngörü sahibi olmak çok önemlidir. yaşadığımız pandemi süreci. Moleküler yerleştirme en yaygın kullanılan yöntemdir yapı bazlı ilaçların aktivitesini analiz etmek için (Contreras-Puentes ve Alvíz-Amador, 2020; Wua ve al., 2020; Shawky ve diğerleri, 2020). bağlanma bölgeleri hakkında önemli bilgiler elde edilmesini sağlar. ligandlı hedef moleküller. COVID-19 ile mücadelede, bazı moleküllerin analizi Bilinen faaliyetler öncelikle değerlendirilmiştir. Kandeel ve Al-Nazawi (2020) birçok analiz yaptı. FDA tarafından SARS-CoV-2'de PLP ile onaylanan moleküller. Ayrıca, anti-covid etkinliği
Moleküler yerleştirme çalışmaları ile yeni sentezlenen birçok molekülün (Liang ve diğerleri, 2021). Ayrıca, birçok çalışma fitokimyasalların çeşitli alanlardaki etkilerini incelemiştir. koronavirüse karşı bitkiler (Ali ve Kunugi, 2021; Antonio ve diğerleri, 2021; Alfaro, 2020; Gori, 2016). Glu167, Tyr171, Met208 ve Tyr268 ile H-bağ etkileşimleri moleküler yöntemlerle belirlendi. olea europaea, cichorium intybus ve marrubium vulgare'de yerleştirme yöntemleri en yüksek yerleştirme puanları (Kandeel ve Al-Nazawi, 2020). Ayrıca, cynara scolymus'un H-bağları Asn156, Gly163, Ser170 ile belirlendi (Kandeel ve Al-Nazawi, 2020; Osipiuk ve ark., 2021). Cistus incanus'un fraksiyonel analizi Gori ve ark. (2016) HPLC-DADMS/MS yöntemiyle. Bitkideki en yüksek aktif bileşenler, flavanol türevi mirisetin 3-Oheksoside, mirisitrin, kersitrin ve kaempferol 3-O-rutinosid idi. Myricetin 3-O-heksosit ve mirisitrin, cistus alt cinsinin üyeleridir. Parçalanmada mirisetin 3-O-heksozid m/z 479'da 24.5 dakikada gelirken, m/z 463'te mirisitrin 25.6 dakikada tespit edildi. m/z 447'deki aktif bileşen ve kaempferol 3-O-rutinoside m/z 593'tedir (Gori ve diğerleri, 2016). İlaç araştırmalarında viral proteinlerin protein-ligand bağlama özelliklerinin incelenmesi önemlidir. proteinler. Bu çalışmada, kersitinin papain benzeri proteaz ve ana proteaz inhibisyon aktivitesi, elde edilebilen mirisitrin, mirisetin-3-O-heksozit ve kaempferol-3-O-rutinosid molekülleri Cistus incanus'tan moleküler yerleştirme yöntemi ile araştırıldı. Bizim bildiğimiz kadarıyla, mirisetin-3-O-heksozit molekülünün COVID-19 hastalığına karşı aktivitesi araştırılmamıştır.
2. Malzemeler ve Yöntemler
Cistus incanus bitkisinin içerik analizi Gori ve ark. HPLC-DAD-MS / Ham etanolik yaprak ekstraktından elde edilen bileşenlerin detaylı analizi için MS kullanıldı. bu tepe uzunluğuna göre en yaygın bileşenler 3-O-heksozid, mirisitrin, quercitrin ve kaempferol 3-O-rutinocide (Gori ve diğerleri, 2016). Papain benzeri proteaz inhibisyon kapasitesi Bu aktif moleküllerin sayısı in-siliko olarak belirlenmiştir. Aktif moleküllerin 3 boyutlu yapıları Ulusal Tıp Kütüphanesinden (Ulusal Biyoteknoloji Merkezi) indirilmiştir. Bilgi; https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/). Papain benzeri proteaların kristal yapısı PDB Kimliği: 6w9c ve PDB Kimliği: 6lu7 olan ana proteaz, Protein Veri Bankasından alınmıştır. (https://www.rcsb.org/ ) (Osipiuk ve diğerleri, 2021; Jin ve diğerleri, 2020; Trott ve Olson, 2010). Suçlu moleküller kristalden çıkarıldı ve sadece polar hidrojenler eklendi. protein hedefi molekül pdbqt olarak kaydedildi ve AutoDockTools'a aktarıldı. Kollman Ücretleri ve Lamarkian Hesaplamalarda Genetik Algoritmalar kullanıldı. BIOVIA Discovery Studio Görselleştiricisi şu amaçlarla kullanıldı:
molekülleri ve bağlanma etkileşimlerini görselleştirin (https://discover.3ds.com/discovery-studio-visualizer ) (Holt ve diğerleri, 2008; Li ve diğerleri, 2021).
3. Bulgular ve Tartışma
PLP, konakçı doğuştan gelen bağışıklıkta ve viral replikasyonda etkili olan bir proteolitik enzimdir. bir koronavirüs inhibitörü olarak hedef molekül olarak kullanılabilir (Su ve diğerleri, 2021; Reddy ve diğerleri, 2021; Banerjee et al., 2020). PLP inhibitörü olarak FDA onaylı bir ilaç yoktur. Maiti (2020), PLP'nin
SARS-CoV-2'den kodlanmış olan, kararsız bölge gibi aktif sitelere sahip olan Cys189, Cys192, Cys224 ve Cys226 ve katalitik bölge Cys111, His272 ve Asp286 amino asitlerinden oluşur. ve bu sitelerin viral replikasyonda temel işlevleri vardır (Banerjee ve diğerleri, 2020). Bu bölgeler olabilir aday moleküller için önemli bir bölge olarak kabul edilir. engellendiği şeklinde yorumlanmıştır. kükürt bazlı moleküller tarafından katalitik bölgedeki Cys amino asidi, PLP'nin işlev bozukluğunu sağlayabilir ve viral replikasyonu durdurabilir. 6w9c kodlu PLP kristal yapısı Nisan 2020'de piyasaya sürüldü (Osipiuk et al., 2021). Bu kristal yapı ile yapılan moleküler yerleştirme çalışmalarında bölge ile olan etkileşimler en çok Leu162, Val202, Met206 ve Met208 gibi amino asitlerin oluşturduğu kaydedildi. Ancak Ser170 ve Asn156 gibi polar amino asitlerle etkileşimleri de dikkat çekicidir. (Saakre ve diğerleri, 2021; Banerjee ve diğerleri, 2021).
Tablo 1. SARS CoV-2 papain benzeri proteazın (PDB ID:6w9c) quercitrin ile aktif bölge analizi, mirisitrin, mirisetin-3-O-heksozit ve kaempferol 3-O-rutinosit (kırmızı: H-bağ, yeşil: pi-pi T-şekilli etkileşimler, mavi: Van der Waals etkileşimleri, pembe: pi-alkil, turuncu: pi-katyon))
Bu çalışma için birçok H-bağları tanımlanmıştır. Asp76, Glu167, Thr74, Cys155 ile H-bağları, ve kaempferol 3-O-rutinoside için Tyr171 amino asitleri, aşağıdakilerin bağlanma enerjisiyle kaydedildi -4.83 kcal/mol. Ayrıca birçok Van der Waals etkileşiminin de katkısı beklenmektedir ve Kaempferol 3-Orutinoside için hesaplanan bağlanma enerjisine His175 ile Pi-pi T şeklinde etkileşim. Bildiğimiz kadarıyla, mirisetin-3-O-heksosidin COVID19'a karşı aktivitesi daha önce hiç çalışılmamıştır. Mirisetin-3-O-heksositin bağlanma enerjisi, nispeten düşük, Asp76, Arg82, Ala153, Asn156, Gln174, Tyr171 ve His175 ile H-bağları birçok Van der Waals etkileşiminin yanı sıra dikkate değer. Myrisitrin, yaklaşık olarak -3.46 kcal/mol bağlanma afinitesi ile hedef molekülün aynı bölgesi. mirisitrin H-bağları vardı Asp76, Arg82, Asn156 ve Tyr171 ile kaydedildi. Kuersitrinin neredeyse ile etkileşimleri benzer amino asitler Tablo 1 ve Şekil 2'de incelenebilir. -3,91 kcal/mol olarak hesaplanmıştır.
Şekil 2. Kuersitrin, mirisitrin, mirisetin-3-O-heksosit Etkileşim Kalıntıları ve türleri ve Papain-benzeri Proteaz ile kaempferol 3-O-rutinosit
Küresel pandemi ile mücadelede anahtar enzim olan COVID-19 ana proteazının viral transkripsiyon ve replikasyona aracılık etmede önemli bir rol oynar. için de çekici bir hedef olduğu için SARS CoV-2 araştırmalarında, potansiyel inhibisyon için birçok bitki kaynaklı kimyasal analiz edildi. bu enzime karşı Şerif et al. kurkumin türevlerini değerlendirdi ve iyi etkileşimler kaydetti (Şerif ve diğerleri, 2021). Chebaibi et al. flavonoidlerin ve polifenollerin önleyici etkisini de değerlendirin narenciye limon ve sarımsak ve ellagik asit ve narirutin gibi bazı fitokimyasalları SARS CoV-2 inhibitörü (Chebaibi ve diğerleri, 2021). Diğer birçok fitokimyasal da ana için analiz edildi. Sisakht ve diğerleri tarafından proteaz inhibisyon aktiviteleri (Sisakht ve diğerleri, 2021). Chhetri et al. sentezlenmiş ve yeni azo imidazol türevlerini karakterize etti ve bunların COVID19 ana proteazına karşı inhibitör aktivitelerini araştırdı (Chhetri ve diğerleri, 2021). Co(II), Ni(II) ve Cu(II) deoksikolat kompleksleri ayrıca Refat ve diğerleri tarafından moleküler yerleştirme yöntemleri ile analiz edilmiştir. ve yüksek bağlanma afiniteleri kaydedildi bu, olası anti-viral aktivite için bir sinyal olabilir (Refat ve diğerleri, 2021). Bu araştırmada incelenen tüm aktif moleküller, ana bölgenin neredeyse aynı bölgesiyle etkileşime girdi. proteaz kristali. Göreceli olarak daha yüksek bağlanma afiniteleri, PLP'ninkinden hesaplanmıştır. kersitrin
-5.50 kcal/mol olarak en iyi bağlanma afinitesine sahiptir ve kaempferol 3-O-rutinosid, myricetin-3-O-hexoside, ve mirisitrin sırasıyla -3.95 kcal/mol, -4.79 kcal/mol ve -5.34 kcal/mol bağlanma enerjilerine sahiptir. Quercitrin, Lys5, Trp207, Leu282 ve Glu288 ile dört H bağına sahipken, mirisitrin Gln127 ile etkileşime girer, H-bağları için Lys137, Gly138 ve Asp289. Diğer tüm etkileşim türleri ve detayları Tablo1'de incelenebilir. ve Şekil 3.
Şekil 3. Kuersitrin, mirisitrin, mirisetin-3-O-heksositin Etkileşim Kalıntıları ve türleri ve Ana Proteaz ile kaempferol 3-O-rutinosit
4. Sonuçlar ve Öneriler
Fitokimyasallar çeşitli hastalıkların tedavisinde sıklıkla kullanılmaktadır. Eczacılığa ait şirketler genellikle fitokimyasalların aktivite analizinden elde edilen sonuçları ticari Ürünler. Aktiviteleri sıklıkla doğrulanan fitokimyasallar, daha fazlasına dönüştürülür. Sentetik yöntemlerle aktif formlar. Birçok aktivitesi araştırılan bitkilerden biri Cistus incanus. Bu bitkinin hem çiçeğinin hem de yapraklarının antibakteriyel ve anti-viral aktivitesi birkaç çalışma ile doğrulanmıştır. Farklı aktif formların antiviral aktivitesi Bu bitkinin yaprağından elde edilen fitokimyasallar iyi bilinmektedir. Bu çalışmada, aktivite mirisitin 3-O-heksozit, mirisitrin, kuersitrin ve kaempferol 3-O-rutinosit molekülleri, Cistus incanus'ta en sık etken olarak belirlenen, SARS CoV-2'ye karşı araştırıldı. İçin
Bu amaçla, moleküllerin papain benzeri proteaz ve ana proteaza karşı inhibisyon aktiviteleri moleküler docking yöntemiyle analiz edildi. Her ne kadar molekülerin bağlanma afinitesi sonuçları yerleştirme kabul edilebilir, tespit edilen H-bağları umut verici. Gelecekteki çalışmalar için tavsiyede bulunabilir
Bu yapıların farklı formlarının analizi.
Referanslar
Adhikari, B., Marasini, B. P., Rayamajhee, B., Bhattarai, B. J., Lamichhane, G., Khadayat, K., Adhikari, A., Khanal, S., and Parajuli,N. (2020). Potential roles of medicinal plants for the treatment of viral diseases focusing on COVID-19: A review. Phytotherapy Research, 35, 1298–1312. Alfaro, M., Alfaro, I., & Angel, C. (2020). Identification of potential inhibitors of SARS-CoV-2 papain-like proteasefrom tropane alkaloids from Schizanthus porrigens: A moleculardocking study. Chemical Physics Letters, 761, 138068.Tallei, T. E., Tumilaar, S. G., Niode, N. J., Fatimawali, Kepel, B. J., Idroes, R., Effendi, Y., Sakib, S. A., Emran, T. B. (2020). Potential of plant bioactive compounds as SARSCoV-2 main protease (Mpro) and spike (S) glycoprotein inhibitors: A molecular docking study". Scientifica, Article ID 6307457. Ali, A. M., and Kunugi, H. (2021). Propolis, bee honey, and their components protect against coronavirus disease 2019 (COVID-19): A Review of in silico, in vitro, and clinical studies”, Molecules, 26, 1232. Antonio, A. S., Wiedemann, L. S. M., and Veiga-Junior, V. F. (2020). Natural products' role against COVID19. RSC Advances, 10, 23379. Attaguile, G., Russo, A., Campisi, A., Savoca, F., Acquaviva, R., Ragusa, N, and Vanella, A. (2000). Antioxidant activity and protective effect on DNA cleavage of extracts from Cistus incanus L. and Cistus monspeliensis L. Cell Biology and Toxicology, 16, 83 - 90. Banerjee, A., Santra, D., & Maiti,S. (2020). Energetics and IC50 based epitope screening in SARS CoV-2 (COVID 19) spike protein by immune informatic analysis implicating for a suitable vaccine development. Journal of Translational Medicine, 18, 281. Banerjee, R., Perera, L., and Tillekeratne, L. M. V. (2021). Potential SARS-CoV-2 main protease inhibitors. Drug Discovery Today, 26(3). Barrajón-Catalán, E., Fernández-Arroyo, S., Saura, D., Guillén, E., Fernández- Gutiérrez, A., SeguraCarretero, A. (2010). Cistaceae aqueous extracts containing ellagitannins show antioxidant and antimicrobial capacity, and cyto- toxic activity against human cancer cells. Food Chemistry and Toxicology, 48. 2273–2282. doi: 10.1016/j.fct.2010.05.060. Barros, L., Dueñas, M., Alves, C. T., Silva, S., Henriques, M., Santos-Buelga, C. (2013). Antifungal activity and detailed chemical characterization of Cistus ladanifer phenolic extracts. Industrial Crops and Products, 41. 41–45. doi: 10.1016/j.indcrop.2012.03.038. Behl, T., Rocchetti, G., Chadha, S., Zengin, G., Bungau, S., Kumar, A., Mehta, V., Uddin, S., Khullar, G., Setia, D., Arora, S., Sinan, K. I., Ak, G., Putnik, P., Gallo,M., and Montesano, D. (2021). Phytochemicals from plant foods as potential source ofantiviral agents: an overview. Pharmaceuticals, 14, 381. Bhushan, I., Sharmaa, M., Mehtaa, M., Badyala, S., Sharmab, V., Sharmab, I., Singha, S., Sistlac, H. (2020). Bioactive compounds and probiotics-a ray of hope in COVID-19 management. Food Science and Human Wellness, 10, 131-140. Bouamama, H., Villard, J., Benharref, A., and Jana, M. (1999). Antibacterial and antifungal activities of Cistusincanus and C. monspeliensis leaf extracts. Thérapie 54, 731–733. Capasso, C., Nocentini, A., & Supuran, C. T. (2021) Protease inhibitors targeting the main protease and papainlike protease of coronaviruses. Expert Opinion on Therapeutic Patents, 31(4), 309-324 Carbonell-Capella, J. M., Buniowska, M., Esteve, M.J. (2015). Effect of Stevia rebaudiana addition on bioaccessibility of bioactive compounds and antioxidant activity of beverages based on exotic fruits mixed with oat following simulated human digestion. Food Chemistry, 184, 122-130. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2015.03.095. Chebaibi, M., Bousta, D., Gonçalves, R. F. B., Hoummani, H., & Achour, S. (2021). Medicinal Plants Against Coronavirus (SARS-COV-2) in Morocco Via Computational Virtual Screening Approach, Research Square, DOI: https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-679827/v1 Chen, j., Gao, K., Wang, R., and Wei, G. W. (2021). Prediction and mitigation of mutation threats to COVID19 vaccines and antibody therapies. Chemical Science, DOI: 10.1039/D1SC01203G (Edge Article) Chhetri, A., Chettri, S., Rai, P., Mishra, D. K., Sinha, B., & Brahman, D. (2021). Synthesis, characterization and computational study on potential inhibitory action of novel azo imidazole derivatives against COVID-19 main protease (Mpro: 6LU7). Journal of molecular structure, 1225, 129230. Chinou, F., Demefzos, C., Harvala, C., Roussakis, C., and Verbist, J. F. (1994). Cytotoxic and antibacterial labdane-type diterpenes from the aerial parts of Cistus incanus subsp. Creticus. Planta Medica, 60 (1), 34–36. Contreras-Puentes, N., and Alvíz-Amador, A. (2020). Virtual screening of natural metabolites and antiviral drugswith potential inhibitory activity against 3CL-PRO and PL-PRO. Biomedical and Pharmacology Journal, 13(2), 933-941. Dimas, K., Demetzos, C., Marsellos, M., Sotiriadou, R., Malamas, M., and Kokkinopoulos, D. (1998). Cytotoxic activity of labdane type diterpenes against human leukemic cell lines in vitro. Planta Medica, 64. 208–211. doi:10.1055/s- 2006-957410 Dimas, K., Papadaki, M., Tsimplouli, C., Hatziantoniou, S., Alevizopoulos, K., Pantazis, P. (2006). Labd-14- ene-8,13-diol (sclareol) induces cell cycle arrest and apoptosis in human breast cancer cells and enhances the activity of anti-cancer drugs. Biomedicine & Pharmacotherapy,60. 127–133. doi: 10.1016/j.biopha.2006.01.003 Dimcheva, V., and Karsheva, M. (2017). Antioxidant activity and polyphenolic content of the bulgarian wild herb Cistus incanus L. stored under different conditions. Journal of Chemical Technology and Metallurgy, 52 (5). 781-790. Droebner, K., Ehrhardt, C., Poetter, A., Ludwig, S., and Planz, O. (2007). CYSTUS052, a polyphenol-rich plant extract, exerts anti-influenza virus activity in mice. Antiviral Research, 76. 1–10. doi:10.1016/j.antiviral.2007.04.001 Ehrhardt, C., Hrincius, E. R., Korte, V., Mazur, I., Droebner, K., Poetter, A. (2007). A polyphenol rich plant extract, CYSTUS052, exerts anti influenza virus activity in cell culture without toxic side effects or the tendency to induce viral resistance. Antiviral Research, 76. 38–47. doi:10.1016/j.antiviral.2007.05.002 Freitas, B. T., Durie, I. A., Murray, J., Longo, J. E., Miller, H. C., Crich, D., Hogan,R. J., Tripp, R. A., and Pegan, S. D. (2020). Characterization and noncovalent inhibition of the deubiquitinase and deisgylase activity of sars-cov-2 papain-like protease. ACS Infectious Diseases, 6(8), 2099–2109. Furukawa, N. W., Brooks, J. T., and Sobel, J. (2020). Evidence supporting transmission of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 while presymptomatic or asymptomatic. Emerging Infectious Diseases Journal, 26(7), e201595. Gao, X., Qin, B., Chen, P., Zhu, K., Hou, P., Wojdyla, J. A., Wang, M., and Cui, S. (2021). Crystal structure of SARS-CoV-2 papain-like protease. Acta Pharmaceutica Sinica B, 11(1), 237-245. Gori, A., Ferrini, F., Marzano, M. C., Tattini, M., Centritto, M., Baratto, M. C., Pogni R., and Brunetti, C. (2016). Characterisation and antioxidant activity of crude extract and polyphenolic rich fractions from C. incanus leaves. International Journal of Moleculer Science, 17, 1344. Hannig, C., Spitzmüller, B., Al-Ahmand, A., Hannig, M. (2008). Effects of Cistus-tea on bacterial colonization and enzyme activities of the in-situ pellicle. Journal of Dentistry, 36. 540–545. Hatziantoniou, S., Dimas, K., Georgopoulos, A., Sotiriadou, N., and Demetzos, C. (2006). Cytotoxic and antitumor activity of liposome-incorporated sclareol against cancer cell lines and human colon cancer xenografts. Pharmacoogical Research, 53. 80–87. doi:10.1016/j.phrs.2005.09.008 Holt, P. A., Chaire, J. B., and Trent, J. O. (2008). Molecular docking of intercalators and groove-binders to nucleic acids using autodock and surflex. Journal of Chemical Information and Modeling, 48(8), 1602– 1615. Jin, Z., Du, X., Xu, Y., Deng, Y., Liu, M., Zhao, Y., Zhang, B., Li, X., Zhang, L., Peng, C., Duan, Y., Yu, J., Wang, L., Yang, K., Liu, F., Jiang, R., yang, X., You, T., Liu, X., Yang, X., Bai, F., Liu, H., Liu, X., Guddat, L. W., Xu, W., Xiao, G., Qin, C., Shi, Z., Jiang, H., Rao, Z., Yang, H. & Yang, H. (2020). Structure of M pro from SARS-CoV-2 and discovery of its inhibitors. Nature, 582(7811), 289-293. Kalusa,U., Grigorova, A., Kadeckib, O., Jansenc, J. P., Kiesewettera, H., Radtkea, H. (2009). Cistus incanus (CYSTUS052) for treating patients with infection of the upper respiratory tract a prospective, randomized, placebo-controlled clinical study. Antiviral Research, 84. 267–271. Kandeel, M., and Al-Nazawi, M. (2020). Virtual screening and repurposing of FDA approved drugs against COVID-19 main protease. Life Sciences Volume, 251, 117627. Li, D., Luan, J., and Zhang, L. (2021). Molecular docking of potential SARS-CoV-2 papain-like proteaseinhibitors. Biochemical and Biophysical Research Communications, 538, 72-79. Liang, C., Hui, N., Liu,Y., Qiao, G., Li, J., Tian, L., Ju, X., Jia, M., Liu, H., Cao, W., Yu, P., Li, H., & Ren, X. (2021). Insights into forsythia honeysuckle (Lianhuaqingwen) capsules: A Chinese herbal medicine repurposed for COVID-19 pandemic. Phytomedicine Plus, 1, 100027. Lipsitch, M., and Dean, N. E. (2020). Understanding COVID-19 vaccine efficacy. Science, 370, 6518, 763- 765. Maiti, B. K. (2020). Can papain-like protease inhibitors halt SARS-CoV-2 replication?. ACS Pharmacology & Translational Science, 3(5), 1017-1019. Osipiuk, J., Jedrzejczak, R., Tesar, C., Endres, M., Stols, L., Babnigg, G., Kim, Y., Michalska, K., Joachimiak, A. The crystal structure of papain-like protease of SARS CoV-2. Center for Structural Genomics of Infectious Diseases (CSGID), To be published. Papaefthimiou, D., Papanikolaou, A., Falara, V., Givanoudi, S., Kostas, S., and Kanellis, A. K. (2014) . Genus Cistus: a model for exploring labdane type diterpenes’ biosynthesis and a natural source of high value products with biological, aromatic, and pharmacological properties. Frontiers in Chemistry, 2(35). doi: 10.3389/fchem.2014.00035 Peiris, J. S. M., Guan, Y., and Yuen, K. Y. (2004). Severe acute respiratory syndrome. Nature Medicine, 10, 88–97. Rebensburg, S., Helfer, M., Schneider, M., Koppensteiner, H., Eberle, J., Schindler, M., ... & Brack-Werner, R. (2016). Potent in vitro antiviral activity of Cistus incanus extract against HIV and Filoviruses targets viral envelope proteins. Scientific Reports, 6(1), 1-15. Reddy. M. P., Makhal, P., and Rao, K. V. (2021). Potential herbal drugs and phytochemicals to minimize the risk of COVID-19: A review. Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry, 10(1), 670-675. Refat, M. S., Bakare, S. B., Altalhi, T. A., Alam, K., & Al-Hazmi, G. H. (2021). Synthesis and spectroscopic interpretations of Co (II), Ni (II) and Cu (II) decxycholate complexes with molecular docking of COVId19 protease. Polish Journal of Chemical Technology, 23(2), 54-59. Saakre, M., Mathew D., and Ravisankar, V. (2021). Perspectives on plant flavonoid quercetin-based drugs for novel SARS-CoV-2. Beni-Suef University Journal of Basic and Applied Sciences. Shawky, E., Nada, A. A., and Ibrahim, R. S. (2020). Potential role of medicinal plants and their constituents in the mitigation of SARS-CoV-2: identifying related therapeutic targets using network pharmacology and molecular docking analyses. RSC Advances, 10, 27961. Sherif, Y. E., Sayed, A. H., & Lotfy, M. (2021). Antiviral Effect of Curcuminoids and Curcumin Derivatives Against Coronavirus (Sars-Cov-2) Predicted Using Molecular Docking Approach. Egyptian Academic Journal of Biological Sciences. C, Physiology and Molecular Biology, 13(2), 47-62. Shin, D., Mukherjee, R., Grewe, D., Bojkova, D., Baek, K., Bhattacharya,A., Schulz, L., Widera, M., Mehdipour, A. R., Tascher, G., Geurink, P. P., Wilhelm, A., Noort, G. J. H., Ovaa, H., Müller, S., Knobeloch, K. P., Rajalingam, K., Schulman,B. A., Cinatl, J., Hummer, G., Ciesek, S. & Dikic, I. (2020). Papain-like protease regulates SARS-CoV-2 viral spread and innate immunity, Nature volume, 587, 657–662. Simeray, J., Chaumont, J. P., Bevalot, F. & Vaquette, I. (1982). Les propietes antifongiques des Cistae¨es et plus particulie¨rement de Cistus Laurifolius L.: role des tanins non hydrolysables. Fitoterapia, 53(43). 8. Sisakht, M., Mahmoodzadeh, A., & Darabian, M. (2021). Plant‐derived chemicals as potential inhibitors of SARS‐CoV‐2 main protease (6LU7), a virtual screening study. Phytotherapy Research, 35(6), 3262- 3274. Skori´c, M., Todorovi´c, S., Gligorijevi´c, N., Jankovi´c, R., Živkovi´c, S., Risti´c, M. (2012). Cytotoxic activity of ethanol extracts of in vitro grown Cistus creticus subsp. creticus L. on human cancer cell lines. Industrial and Crops Products. 38. 153–159. doi: 10.1016/j.indcrop.2012.01.017 Su, W., Chen, P., Yang, Z., Zhong, N., Ma, Q., Zeng, X., Zhang, J., Wang, Y., & Li, P. (2021). Network pharmacology integrated molecular docking reveals the potential of hypericum japonicum thunb. ex murray against COVID-19. Biotechnology & Biotechnological Equipment, 35(1), 453–461.Trott, O., and Olson, A. J. (2010). AutoDock Vina: Improving the speed and accuracy of docking with a new scoring function, efficient optimization, and multithreading. Journal of Computational Chemistry, 31(2), 455-461. Wittpahl, G., Kölling-Speer, I., Basche, S., Herrmann, E., Hannig, M., Speer, K., & Hannig, C. (2015). The polyphenolic composition of Cistus incanus herbal tea and its antibacterial and anti-adherent activity against Streptococcus mutans. Planta Medica, 81(18), 1727-1735. Wua, C., Liu, Y., Yang, Y., Zhang, P., Zhong, W., Wang, Y., Wang, Q., Xu,Y., Li,Xingzhou Li, M., Zheng, M., Chen, L., & Li, H. (2020). Analysis of therapeutic targets for SARS-CoV-2 and discovery of potential drugs by computational methods. Acta Pharmaceutica Sinica B, 10(5), 766-788.








Yorum yap