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Ha potuto una proteina sgombro-derivata inibire SARS-CoV-2?

L'infezione con il coronavirus 2 (SARS-CoV-2) di sindrome respiratorio acuto severo può causare l'emergenza e perfino la morte respiratorie in casi gravi. La malattia manifestata è chiamata COVID-19 (malattia 2019 di coronavirus). Fin qui, la droga antivirale non specifica è a disposizione per trattare le infezioni altamente virulente SARS-CoV-2 in esseri umani.

Uno studio recente in chimica alimentare del giornale attira l'attenzione sull'esigenza dell'individuazione dei supplementi nutrizionali con gli effetti potenziali di inibizione SARS-CoV-2 come conseguenza della pandemia COVID-19.

Realizzando l'aggancio molecolare, i ricercatori dello studio hanno identificato un peptide antivirale EEAGGATAAQIEM (E-M) come inibitore di potenziale SARS-CoV-2. Hanno trovato che il peptide interagisce con i residui Thr190, Thr25, Thr26, Ala191, Leu50, Met165, Gln189, Glu166, His164, His41, Cys145, Gly143 e Asn119 della proteasi principale di SARS-CoV-2 (Mpro) via 11 legame idrogeno convenzionale, 9 obbligazioni dell'carbonio-idrogeno ed un'interazione alchilica.

Ulteriormente, hanno trovato che il E-M egualmente lega ACE2 - il ricevitore che media l'entrata virale - con i residui His34, Phe28, Thr27, Ala36, Asp355, Glu37, Gln24, Ser19, Tyr83 e Tyr41. Questo studio è indicativo che i legami idrogeni e le interazioni elettrostatiche possono svolgere i ruoli vitali nel blocco dell'associazione del ricevitore ACE2 con SARS-CoV-2.

La proteasi principale (Mpro, anche chiamato 3CLpro) nel virus SARS-CoV-2 è un obiettivo terapeutico necessario. Insieme alle proteasi del tipo di papaina, svolge un ruolo vitale nella traduzione del RNA e riconosce i siti specifici di fenditura. L'inibizione della questa attività dell'enzima contribuirebbe a bloccare la replicazione virale. Inoltre, perché nessuna proteasi umana con la simile specificità di fenditura è conosciuta, tali inibitori sono improbabili da essere tossici agli esseri umani.

ACE2 (enzima di conversione dell'angiotensina 2) è il ricevitore umano ospite SARS-CoV-2 alla proteina della punta (s), iniziante l'entrata virale nelle cellule umane. I ricercatori hanno inteso così che bloccare l'interazione fra la proteina di S di SARS-CoV-2 ed il dominio dell'ricevitore-associazione (RBD) dei ricevitori cellulari ACE2 può impedire l'entrata del virus. Di conseguenza, ACE2 è egualmente un obiettivo attraente per il trattamento di SARS-CoV-2.

Come supplemento nutrizionale, questa proteina può essere un approccio utile per migliorare l'immunità contro SARS-CoV-2. Molti studi precedenti hanno riferito i peptidi come agenti terapeutici potenziali (quali anti-HIV il C-peptide (SJ-2176) e il enfuvirtide). Ciò è principalmente a causa della loro selettività, specificità, bassi livelli di effetti secondari e metabolismo prevedibile.

I ricercatori hanno valutato le abilità obbligatorie dei peptidi a Mpro e a ACE2. Hanno preveduto che i peptidi con alta affinità ai due enzimi potrebbero essere preveduti per avere certa inibizione potenziale su SARS-CoV-2.

Tuttavia, isolare, depurare ed identificare i peptidi bioactive dagli idrolizzati della proteina sono trattamenti altamente estesi e che richiede tempo. Può essere semplificata ed accelerata tramite il metodo di vagliatura virtuale a più gradi e in silico la digestione (GI) gastrointestinale.

Per cui i ricercatori hanno identificato i peptidi sgombro-derivati per il loro studio, quello può essere usato come completamento nutrizionale ed anche avere inibizione potenziale di attività SARS-CoV-2. Lo sgombro, contenuto elevato dell'alimento degli ingredienti di nutrizione, è stato trovato per inibire il ricevitore ACE2.

Lo scopo di questo studio era di identificare i peptidi novelli per i pazienti COVID-19 dalla proteina dello sgombro come completamento nutrizionale, facendo uso di una strategia di combinazione in silico di idrolisi e dell'aggancio molecolare. Le prove sono state eseguite per scoprire i peptidi inibitori novelli contro Mpro ed il ricevitore ACE2 ospite.

I ricercatori spiegano nel documento che l'aggancio molecolare comprende mettere in bacino i peptidi con il centro attivo degli obiettivi in un software dello studio (DS) di scoperta. Qui, hanno usato il software R2 di DS 2017. Ciò genera l'energia di CDOCKER nel trattamento. Questa energia di CDOCKER predice la stabilità dell'interazione dell'peptide-obiettivo.

In questo studio, hanno valutato il valore di CDOCKER-energia del E-M del peptide con ACE2 come 144 kcal/mol. Ciò è indicativa che il sito attivo di ACE si è messo in bacino con la punta SARS-CoV-2 forte è stato occupato dal E-M del peptide, in grado di pregiudicare/inibisce l'attività SARS-CoV-2.

Egualmente hanno realizzato le simulazioni dinamiche molecolari (MD) per determinare l'affinità obbligatoria del peptide con la proteasi, il Mpro e il ACE2 principali di SARS-CoV-2 alla temperatura ambiente.

Da questo studio, i ricercatori hanno trovato che il E-M del peptide dalla miosina scheletrica dello sgombro è un candidato inibitorio potenziale del ` SARS-CoV-2'. Facendo uso della simulazione molecolare di aggancio, hanno dimostrato gli amminoacidi (Gly143 e Gln189) che hanno svolto i ruoli importanti nelle interazioni del E-M dei peptidi e di Mpro.

Significativamente, hanno trovato che il E-M del peptide potrebbe bloccare il collegamento SARS-CoV-2 alle cellule ospiti connettendo con il ricevitore ACE2 del virus via i legami idrogeni e le interazioni elettrostatiche.

Hanno raccomandato la sicurezza di utilizzo del E-M del peptide a causa del loro potenziale dietetico di sorgente come buon completamento nutrizionale per i pazienti COVID-19. Tuttavia, richiedono ex vivo e in vivo esperimenti che possono verificare l'applicabilità dei loro risultati da questo studio.

Journal reference:
Dr. Ramya Dwivedi

Written by

Dr. Ramya Dwivedi

Ramya has a Ph.D. in Biotechnology from the National Chemical Laboratories (CSIR-NCL), in Pune. Her work consisted of functionalizing nanoparticles with different molecules of biological interest, studying the reaction system and establishing useful applications.

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