Моделирование и изучение антикоронавирусной активности производных 6,7-диметоксихиназолин-4(3H)-она в отношении SARS-CoV-2 методами in silico и in vitro

Моделирование и изучение антикоронавирусной активности производных 6,7-диметоксихиназолин-4(3H)-она в отношении SARS-CoV-2 методами in silico и in vitro

Автор: Чиряпкин А.С., Тюренков И.Н., Кодониди И.П., Шабанова Н.Б., Вдовенко-мартынова Н.Н.

Журнал: Бюллетень науки и практики @bulletennauki

Рубрика: Медицинские науки

Статья в выпуске: 8 т.9, 2023 года.

Бесплатный доступ

Пандемия новой коронавирусной инфекции SARS-CoV-2 (COVID-19) оказала существенную нагрузку на систему здравоохранения и выявила необходимость разработки эффективных лекарственных препаратов для лечения данного заболевания. Приводимые в статье результаты исследования посвящены разработке новых соединений с антикоронавирусным действием в отношении SARS-CoV-2, которые являются производными 6,7-диметоксихиназолин-4(3H)-она. In silico исследования осуществляли методом молекулярного докинга в свободно распространяемой программе Autodock 4.0. Виртуальные структуры моделируемых соединений были построены в программе HyperChem 8.0.4, а окончательная оптимизация геометрии виртуальных структур рассчитывалась в программе ORCA 4.1 с использованием метода теории функционала плотности (UB3LYP) и базового набора 6-311G**. Для прогнозирования противовирусной активности использовалась главная протеаза (идентификационный номер 7K6D) и папаиноподобная (идентификационный номер 7LBR) протеаза SARS-Cov-2. In vitro исследования проводили путем кратных разведений анализируемых соединений с использованием хромогенного субстрата. Из результатов следует, что новые синтезированные производные 6,7-диметоксихиназолин-4(3H)-она, следует рассматривать в качестве перспективных кандидатов для разработки новых противовирусных лекарственных средств. Наиболее выраженная противовирусная активность наблюдается у вещества 8c, содержащего остаток глицилтриптофана. Стоит отметить, то предложенный алгоритм поиска инновационных противовирусных препаратов in silico достаточно хорошо согласуется с результатами эксперимента in vitro .

Еще

Sars-cov-2, ковид-19, 6, 7-диметоксихиназолин-4(3h)-оны, антикоронавирусная активность, молекулярный докинг, лиганд-ферментативный комплекс, протеазы

Короткий адрес: https://sciup.org/14128692

IDR: 14128692   |   DOI: 10.33619/2414-2948/93/06

Список литературы Моделирование и изучение антикоронавирусной активности производных 6,7-диметоксихиназолин-4(3H)-она в отношении SARS-CoV-2 методами in silico и in vitro

  • Wu D., Wu T., Liu Q., Yang Z. The SARS-CoV-2 outbreak: what we know // International journal of infectious diseases. 2020. V. 94. P. 44-48. https://doi.org/10.1016/j.ijid.2020.03.004
  • Pozzi C., Vanet A., Francesconi V., Tagliazucchi L., Tassone G., Venturelli A., Tonelli M. Antitarget, Anti-SARS-CoV-2 Leads, Drugs, and the Drug Discovery–Genetics Alliance Perspective // Journal of Medicinal Chemistry. 2023. V. 66. №6. P. 3664-3702. https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.2c01229
  • Золотых Д. С., Дайронас Ж. В., Поздняков Д. И. Противовирусная активность соединений, содержащих структурный фрагмент бензопиран-2-она // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2022. Т. 25. №6. С. 22-27. https://doi.org/10.29296/25877313-2022-06-03
  • Чиряпкин А. С. Обзор производных пиримидина как фармакологически активных соединений // Juvenis Scientia. 2022. Т. 8. №5. С. 16-30. https://doi.org/10.32415/jscientia_2022_8_5_16-30
  • Verma V. A., Saundane A. R., Meti R. S., Vennapu D. R. Synthesis of novel indolo [3, 2-c] isoquinoline derivatives bearing pyrimidine, piperazine rings and their biological evaluation and docking studies against COVID-19 virus main protease // Journal of Molecular Structure. 2021. V. 1229. P. 129829. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2020.129829
  • Abu-Zaied M. A., Elgemeie G. H., Mahmoud N. M. Anti-covid-19 drug analogues: synthesis of novel pyrimidine thioglycosides as antiviral agents against SARS-COV-2 and avian influenza H5N1 viruses // ACS omega. 2021. Vol. 6. №26. P. 16890-16904. https://doi.org/10.1021/acsomega.1c01501
  • Alamshany Z. M., Khattab R. R., Hassan N. A., El-Sayed A. A., Tantawy M. A., Mostafa A., Hassan A.A. Synthesis and Molecular Docking Study of Novel Pyrimidine Derivatives against COVID-19 // Molecules. 2023. Vol. 28. №2. P. 739. https://doi.org/10.3390/molecules28020739
  • Khan S., Kale M., Siddiqui F., Nema N. Novel pyrimidine-benzimidazole hybrids with antibacterial and antifungal properties and potential inhibition of SARS-CoV-2 main protease and spike glycoprotein // Digital Chinese Medicine. 2021. V. 4. №2. P. 102-119. https://doi.org/10.1016/j.dcmed.2021.06.004
  • Algethami F. K., Cherif M., Jlizi S., Ben Hamadi N., Romdhane A., Elamin M. R., ... & Ben Jannet H. Design, Microwave-Assisted Synthesis and In Silico Prediction Study of Novel Isoxazole Linked Pyranopyrimidinone Conjugates as New Targets for Searching Potential Anti- SARS-CoV-2 Agents // Molecules. 2021. V. 26. №20. P. 6103. https://doi.org/10.3390/molecules26206103
  • Кодониди И. П., Чиряпкин А. С., Творовский Д. Е. Молекулярное конструирование N-ацильных производных 2-(2-оксопиролидин-1-ил)-ацетамида, обладающих ГАМК-ергической и глутаматергической активностями // Фармация и фармакология. 2021. Т. 9. №1. С. 84-97. https://doi.org/10.19163/2307-9266-2021-9-1-84-97
  • Chiriapkin A. S., Kodonidi I. P., Pozdnyakov D. I. Synthesis and evaluation of cerebroprotective activity of novel 6,7-dimethoxyquinazolin-4(3H)-one derivatives containing residues of amino acids and dipeptides // Chimica Techno Acta. 2022. Vol. 9. №2. P. 20229212. https://doi.org/10.15826/chimtech.2022.9.2.12
  • Morris G. M., Huey R., Lindstrom W., Sanner M. F., Belew R. K., Goodsell D. S., Olson A. J. Autodock4 and AutodockTools4: Automated Docking with Selective Receptor Flexibility // J. Comput. Chem. 2009. V. 30. P. 2785-2791. https://doi.org/10.1002/jcc.21256
  • Berman H. M., Westbrook J., Feng Z., Gilliland G., Bhat T. N., Weissig H., Bourne P. E. The Protein Data Bank // Nucleic Acids Res. 2000. V. 28. №1. P. 235-242. https://doi.org/10.1093/nar/28.1.235
  • Brian J. T. Hyperchem, release 2: molecular modeling for the personal computer // J. Chem. Inf. Comput. Sci. 1992. V. 32. P. 757–759. https://doi.org/10.1021/ci00010a025
  • O'Boyle N. M. Banck M., James C. A., Morley C., Vandermeersch T., Hutchison G. R. Open Babel: An open chemical toolbox // J. Cheminform. 2011. V. 3. №1. P. 33. https://doi.org/10.1186/1758-2946-3-33
  • Andi B., Kumaran D., Kreitler D. F., Soares A. S., Keereetaweep J., Jakoncic J., .McSweeney S. Hepatitis C virus NS3/4A inhibitors and other drug-like compounds as covalent binders of SARS-CoV-2 main protease // Sci. Rep. 2022. V. 12. P. 12197. https://doi.org/10.1038/s41598-022-15930-z
  • Shen Z., Ratia K., Cooper L., Kong D., Lee H., Kwon Y., Xiong R. Design of SARSCoV- 2 PLpro Inhibitors for COVID-19 Antiviral Therapy Leveraging Binding Cooperativity // J. Med. Chem. 2022. V. 65. №4. P. 2940-2955. https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.1c01307
  • Yang H., Xie W., Xue X., Yang K., Ma J., Liang W., Rao Z. Design of wide-spectrum inhibitors targeting coronavirus main proteases // PLoS Biol. 2005. V. 3. №11. P. e428. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.0030428
  • Pitsillou E., Liang J., Ververis K., Lim K. W., Hung A., Karagiannis T. C. Identification of small molecule inhibitors of the deubiquitinating activity of the SARS-CoV-2 papain-like protease: in silico molecular docking studies and in vitro enzymatic activity assay // Front. Chem. 2020. V. 8. P. 623971. https://doi.org/10.3389/fchem.2020.623971
  • Amporndanai K., Meng X., Shang W., Jin Z., Rogers M., Zhao Y., Samar Hasnain S. Inhibition mechanism of SARS-CoV-2 main protease by ebselen and its derivatives // Nat. Commun. 2021. V. 12. №1. P. 3061. https://doi.org/10.1038/s41467-021-23313-7
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp