Journal of Taibah University Medical Sciences (Apr 2021)
In-silico analysis of the inhibition of the SARS-CoV-2 main protease by some active compounds from selected African plants
Abstract
الملخص: أهداف البحث: على مر السنين، أثبتت أزاديراشتا إنديكا، مانجيفيرا إنديكا ومورينجا أوليفيرا أن لديهم بعض الخصائص المضادة للفيروسات. تطبق هذه الدراسة تقنيات الالتحام الجزيئي لتقييم الآثار المثبطة لبعض المركبات البيولوجية النشطة من النباتات المذكورة أعلاه ضد الإنزيم البروتيني الرئيس، وهو البروتين الرئيس المتضمن في تكاثر فيروس سارس-كوفيد-٢. وعلاوة على ذلك، تم توقع فحص المركبات للكشف عن الامتزاز والتوزيع والتمثيل الغذائي والإفراز والسمية في السيليكو. طرق البحث: تم الحصول على التركيب البلوري للإنزيم البروتيني الرئيس من قاعدة بيانات البروتين، بينما تم الحصول على المركبات البيولوجية النشطة من الكيمياء المنشورة. وتم تقييم تشابه الأدوية للمركبات المختارة ودواء التحكم (الهيدروكسيكلوروكوين). كما تمت ترسية المركبات المطابقة لقاعدة الأدوية المشابهة ضد الإنزيم البروتيني الرئيس، وتم تحليل المجمع الرأسي باستخدام خدمة التعريف ليج بلوت والبروتين المجند. تعرضت أفضل خمس مركبات ناجحة إلى فحص الامتزاز والتوزيع والتمثيل الغذائي والإفراز والسمية باستخدام معرف سار ادمت. النتائج: ١٧ من ٢٢ من المركبات التي تم فحصها اجتازت تقييم ليبينسكي. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت أكثر المركبات نشاطا من النباتات التي تم فحصها إمكانات مثبطة نسبيا ضد الإنزيم البروتيني الرئيس عند مقارنتها بالهيدروكسيكلوروكوين، الأمر الذي يلمح إلى مشاركتهم المحتملة في تثبيط عملية التكاثر للإنزيم البروتيني الرئيس لفيروس سارس-كوفيد-٢. الاستنتاجات: في هذه الدراسة، معظم المكونات النباتية النشطة عرضت إمكانات مثبطة ضد الإنزيم البروتيني الرئيس لفيروس سارس-كوفيد-٢ والخصائص الدوائية المفضلة عند مقارنتها بالهيدروكسيكلوروكوين، مما يجعلها مضادات محتملة للفيروسات ضد مرض فيروس كورونا. Abstract: Objectives: Over the years, Azadirachta indica, Mangifera indica, and Moringa oleifera have been shown to possess some antiviral characteristics. This study applies molecular docking techniques to assess inhibitory effects of some bioactive compounds from the plants mentioned above against the main protease (Mpro), a key protein involved in SARS-CoV-2 replication. Furthermore, adsorption, distribution, metabolism, excretion, and toxicity (ADMET) profiles for screened compounds were predicted in silico. Methods: The crystal structure of Mpro was retrieved from the Protein Data Bank, while the plant bioactive compounds were retrieved from Pubchem. Drug-likeness of the selected compounds and a control drug (hydroxychloroquine) were assessed, and the compounds that satisfied the drug-likeness rule were docked against Mpro. The docked complexes were analyzed using LigPlot and the protein-ligand profiler server. The top five compound hits were subjected to ADMET screening using the ADMETSar server. Results: A total of 17 out of 22 screened compounds passed Lipinski's assessment. Additionally, the most active compounds from the investigated plants exhibited relative inhibitory potentials against Mpro compared with hydroxychloroquine, which alludes to their possible involvement in inhibiting the SARS-CoV-2 main protease replication process. Conclusions: In our study, most of the active phytocomponents of the investigated plants exhibited relative inhibitory potentials against Mpro of SARS-CoV-2 and preferred pharmacological features when compared with hydroxychloroquine. These findings indicate these compounds are potentially antiviral candidates against SARS-CoV-2.
