[저자] Anshul Shakya, Rupesh V. Chikhale, Hans Raj Bhat, Fatmah Ali Alasmary, Tahani Mazyad Almutairi, Surajit Kumar Ghosh, Hassna Mohammed Alhajri, Siham A. Alissa, Shuchi Nagar, Md Ataul Islam
Abstract Transmembrane protease serine-2 (TMPRSS2) is a cell-surface protein expressed by epithelial cells of specific tissues including those in the aerodigestive tract. It helps the entry of novel coronavirus (n-CoV) or Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) in the host cell. Successful inhibition of the TMPRSS2 can be one of the crucial strategies to stop the SARS-CoV-2 infection. In the present study, a set of bioactive molecules from Morus alba Linn. were screened against the TMPRSS2 through two widely used molecular docking engines such as Autodock vina and Glide. Molecules having a higher binding affinity toward the TMPRSS2 compared to Camostat and Ambroxol were considered for in-silico pharmacokinetic analyses. Based on acceptable pharmacokinetic parameters and drug-likeness, finally, five molecules were found to be important for the TMPRSS2 inhibition. A number of bonding interactions in terms of hydrogen bond and hydrophobic interactions were observed between the proposed molecules and ligand-interacting amino acids of the TMPRSS2. The dynamic behavior and stability of best-docked complex between TRMPRSS2 and proposed molecules were assessed through molecular dynamics (MD) simulation. Several parameters from MD simulation have suggested the stability between the protein and ligands. Binding free energy of each molecule calculated through MM-GBSA approach from the MD simulation trajectory suggested strong affection toward the TMPRSS2. Hence, proposed molecules might be crucial chemical components for the TMPRSS2 inhibition. Graphic abstract Supplementary Information The online version contains supplementary material available at 10.1007/s11030-021-10209-3.
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【저자키워드】 SARS-CoV-2, molecular docking, Virtual screening, Morus alba Linn., TMPRSS2, 【초록키워드】 severe acute respiratory syndrome coronavirus 2, SARS-COV-2 infection, Infection, molecular dynamics, protease, severe acute respiratory syndrome Coronavirus, binding free energy, binding affinity, MD simulation, drug-likeness, free energy, Novel coronavirus, Protein, stability, amino acids, trajectory, epithelial cells, camostat, molecular, respiratory, molecules, in-silico, Amino acid, pharmacokinetic, Hydrogen bond, Interaction, epithelial cell, host cell, hydrogen, aerodigestive tract, Morus Alba, Serine, AutoDock vina, Abstract, supplementary material, acute respiratory syndrome coronavirus, ligands, complex, help, hydrophobic, molecule, component, hydrophobic interactions, parameter, Glide, approach, FIVE, ambroxol, specific tissues, screened, calculated, expressed, suggested, analyses, hydrophobic interaction, specific tissue, the SARS-CoV-2, were assessed, 【제목키워드】 protease, inhibitor, Entry inhibitor, transmembrane, SARS-CoV-2 cell,
초록 Transmembrane protease serine-2 (TMPRSS2)는 호흡소화관을 포함한 특정 조직의 상피세포에서 발현되는 세포표면 단백질이다. 신종 코로나바이러스(n-CoV) 또는 중증 급성 호흡기 증후군 코로나바이러스 2(SARS-CoV-2)가 숙주 세포에 침입하는 데 도움이 됩니다. TMPRSS2의 성공적인 억제는 SARS-CoV-2 감염을 막는 중요한 전략 중 하나가 될 수 있습니다. 현재 연구에서 Morus alba Linn의 생리 활성 분자 세트. Autodock vina 및 Glide와 같이 널리 사용되는 두 가지 분자 도킹 엔진을 통해 TMPRSS2에 대해 스크리닝되었습니다. Camostat 및 Ambroxol에 비해 TMPRSS2에 대한 결합 친화도가 더 높은 분자는 in-silico 약동학 분석을 위해 고려되었습니다. 허용되는 약동학적 매개변수 및 약물 유사성에 기초하여, 최종적으로 5개의 분자가 TMPRSS2 억제에 중요한 것으로 밝혀졌습니다. 제안된 분자와 TMPRSS2의 리간드 상호작용 아미노산 사이에 수소 결합 및 소수성 상호작용 측면에서 다수의 결합 상호작용이 관찰되었다. TRMPRSS2와 제안된 분자 사이의 최적 도킹 복합체의 동적 거동 및 안정성은 분자 역학(MD) 시뮬레이션을 통해 평가되었습니다. MD 시뮬레이션의 여러 매개변수는 단백질과 리간드 사이의 안정성을 제안했습니다. MD 시뮬레이션 궤적에서 MM-GBSA 접근법을 통해 계산된 각 분자의 결합 자유 에너지는 TMPRSS2에 대한 강한 애정을 시사했습니다. 따라서 제안된 분자는 TMPRSS2 억제에 중요한 화학 성분일 수 있습니다. 그래픽 초록 보충 정보 온라인 버전에는 10.1007/s11030-021-10209-3에서 사용할 수 있는 보충 자료가 포함되어 있습니다.