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Une étude sur des méthodes de calcul en découvrant des inhibiteurs de protéine de SARS-CoV-2

Depuis que la maladie de coronavirus (COVID-19) a été trouvée la première fois à Wuhan, Chine, plus de 238 millions de personnes ont été infectés avec le coronavirus 2 (SARS-CoV-2) de syndrôme respiratoire aigu sévère, dont plus de 4,86 millions ont succombé à. Le choc de cette pandémie globale a non seulement dévasté les systèmes de santé mondiaux mais a également entraîné des chocs économiques significatifs.

C'est pour cette raison essentiel pour régler la pandémie COVID-19 en accélérant la production des vaccinations efficaces et des demandes de règlement contre SARS-CoV-2.

Jusqu'à présent, plusieurs vaccins efficaces ont été produits contre SARS-CoV-2, certains dont comprenez les vaccins de Pfizer-BioNTech, de Moderna, d'AstraZeneca, et de Sinopharm. Certains de ces vaccins sont basés sur la technologie nouvelle de l'acide ribonucléique de messager (ARNm), qui fonctionne en codant la protéine de la pointe SARS-CoV-2 pour induire une réaction immunitaire.

Par rapport aux méthodes traditionnelles de modèle de médicament/inhibiteur, qui sont coûteuses et très longues, des méthodes de conception de calcul plus neuves de médicament/inhibiteur sont très efficaces en prévoyant ou en recensant les molécules potentielles pour la demande de règlement des maladies. Ainsi, des méthodes de computer aided design ont pu être utilisées pour concevoir rapidement des vaccins ou des traitements médicamenteux contre SARS-CoV-2 muté.

Récent, une équipe de recherche a conduit une révision dans le tourillon international des antimicrobiens sur de diverses méthodes de calcul pour le médicament/le modèle et enzymes d'inhibiteur en tant qu'objectifs potentiels pour que les inhibiteurs traitent les maladies de coronaviruses.

Étude : Une étude sur des méthodes de calcul en découvrant des inhibiteurs de protéine de SARS-CoV-2. Crédit d'image : bluesroad/Shutterstock.com

Modèle de médicament assisté par ordinateur (CADD) visant SARS-CoV-2 Mpro

Mpro est la protéase principale de SARS-CoV-2 et de fonctionnements comme enzyme principale qui négocie la transcription et la réplication virales. Parmi tous les coronaviruses, le Mpro est hautement économisé ; pour cette raison, les antivirals précédents qui visent cette enzyme pourraient potentiellement être efficaces contre SARS-CoV-2. Il y a eu plusieurs études récentes qui ont utilisé CADD pour recenser les agents anti-SARS-CoV-2 contre Mpro.

Un exemple est l'utilisation des approches basées sur structure d'arrimage de prévoir l'activité inhibitrice et d'aider à doper le modèle contre SARS-CoV-2 Mpro. Ici, les auteurs ont analysé les médicaments potentiels par l'arrimage moléculaire pour déterminer les effets de certains antiviraux comprenant la chloroquine, la ribavirine, le remdesivir, et le chèvrefeuille.

Des approches apprendre profondes ont été également employées pour prévoir les inhibiteurs potentiels de SARS-CoV-2 Mpro. Utilisant une interaction appelée apprenante profondément préalablement entraînée d'objectif de Molecule Transformateur-Médicament de modèle d'interaction de médicament-objectif, quelques médicaments potentiels contre SARS-CoV-2 ont été identifiés.

À cet effet, le dolutegravir, l'efavirenz, l'atazanavir, le ritonavir, et le remdesivir se sont avérés pour montrer le pouvoir inhibiteur contre le SARS-CoV-2 Mpro. Les études précédentes ont également constaté que les médicaments ont conçu pour viser les protéases virales comprenant le ritonavir, le darunavir, et le lopinavir, limite aux composantes de composé de la réplication SARS-CoV-2.

CADD contre viser les protéines de structure de SARS-CoV-2

SARS-CoV-2 se compose de quatre protéines de structure primaires comprenant la pointe (s), la membrane (m), le nucleocapsid (n), et les protéines de l'enveloppe (e). En raison de la protéine de S négociant le procédé de l'entrée virale dans des cellules hôte, c'est un objectif attrayant pour la demande de règlement COVID-19 antivirale. Le développement des approches de calcul a recensé les inhibiteurs SARS-CoV-2 potentiels qui visent la protéine de S.

Le récepteur de l'enzyme de conversion de l'angiotensine 2 (ACE2) a été recensé dans des études précédentes en tant que jeu d'une fonction clé dans l'entrée SARS-CoV-2 dans des cellules hôte, qui a mis en valeur ceci en tant qu'autre objectif potentiel pour l'intervention thérapeutique contre COVID-19.

Une autre étude précédente a vérifié les capacités de certains médicaments de bloquer le grippement de la protéine de S à ACES2. On l'a constaté que certains composés comprenant le griffithsin, le peptide P6, l'EK1, et les extraits du médicament de chinois traditionnel pourraient lutter contre SARS-CoV-2 par leurs interactions avec le récepteur ACE2, protéine de S.

L'objectif principal des approches les plus de calcul a été de se concentrer sur les inhibiteurs SARS-CoV-2 potentiels qui visent les protéines de SARS-CoV-2 E, de N, et de M, qui pourraient être utilisées pour davantage d'examen critique virtuel basé sur structure, ainsi que d'autres modèles de vaccin et de médicament de CADD. Par l'utilisation des simulations de dynamique moléculaire, plusieurs composés de terrain communal grippant aux protéines d'E et de M ont été recensés en tant qu'inhibiteurs potentiels de leurs fonctionnements.

Implications

Depuis l'émergence de SARS-CoV-2, il y a eu un effort grand dans les médicaments et les vaccins se développants pour combattre ce virus. L'utilisation des technologies telles que CADD a pu aider à accélérer le procédé de la mise au point de médicament et de vaccin. L'étude actuelle a analysé la théorie et l'application de ces technologies des rapports de recherche variés, ainsi que si des découvertes neuves des inhibiteurs potentiels comme demandes de règlement pour COVID-19.

Cependant, l'émergence des variantes SARS-CoV-2 est un défi potentiel pour les révélateurs vacciniques, car les mutations dans certaines régions pourraient limiter l'efficacité des vaccins précédemment développés. Cette étude met en valeur les objectifs potentiels pour des vaccins, des inhibiteurs, ou des demandes de règlement pour COVID-19 qui peut aider à la question des variantes mutées.

Journal references:
  • Liu, Q., Wan, J., & Wang, G. (2021). A survey on computational methods in discovering protein inhibitors of SARS-CoV-2. Briefings in Bioinformatics. doi:10.1093/bib/bbab416.
  • Yu, R., Chen, L., Lan, R., et al. (2020).  Computational screening of antagonists against the SARS-CoV-2 (COVID-19) coronavirus by molecular docking. International Journal of Antimicrobial Agents 56(2). doi:10.1016/j.ijantimicag.2020.106012.  
Colin Lightfoot

Written by

Colin Lightfoot

Colin graduated from the University of Chester with a B.Sc. in Biomedical Science in 2020. Since completing his undergraduate degree, he worked for NHS England as an Associate Practitioner, responsible for testing inpatients for COVID-19 on admission.

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