Потенциальные ингибиторы протеазы 3СLpro вируса COVID-19: репозиционирование лекарств

##plugins.themes.bootstrap3.article.sidebar##

pdf html html (English)
Опубликован: Apr 29, 2020
DOI: https://doi.org/10.18097/BMCRM00124
Ключевые слова:
молекулярная динамика; докинг; репозиционирование лекарств; ингибитор; протеаза; COVID-19

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

В.С. Скворцов
Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича, 119121, Москва, ул. Погодинская, 10; Институт физиологически активных веществ, 142432, Московская обл., г. Черноголовка
Д.С. Дружиловский
Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича, 119121, Москва, ул. Погодинская, 10
А.В. Веселовский
Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича, 119121, Москва, ул. Погодинская, 10; Институт физиологически активных веществ, 142432, Московская обл., г. Черноголовка

Аннотация

Вспышка заболевания, вызванная вирусом COVID-19, стимулировала поиск средств, способных блокировать распространение этого вируса. Стандартная схема разработки новых лекарств является длительным процессом. Одним из подходов, которые могут резко ускорить разработку лекарственных препаратов, является репозиционирование лекарств (т.е. использование уже существующих препаратов по новым показаниям). В данной работе проведен виртуальный скрининг веществ, содержащихся в базе разрешенных к применению лекарств, против основной протеазы COVID-19 – 3СLpro. Молекулярный докинг, моделирование молекулярной динамики и оценка энергии связывания методом MM-GBSA позволили предложить ряд соединений для последующего тестирования. Наиболее перспективными лекарствами в этом плане могут быть ингибитор протеазы ВИЧ Indinavir, ингибитор протеазы гепатита С Telaprevir, а также противоязвенный препарат Dalargin и ингибитор тирозинкиназы рецептора ErB Neratinib.

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Как цитировать
Скворцов V., Дружиловский D., & Веселовский A. (2020). Потенциальные ингибиторы протеазы 3СLpro вируса COVID-19: репозиционирование лекарств. Biomedical Chemistry: Research and Methods, 3(1), e00124. https://doi.org/10.18097/BMCRM00124
Выпуск
Том 3 № 1 (2020)
Раздел
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Библиографические ссылки

  1. Cui, J., Li, F., Shi, Z.L. (2019) Origin and evolution of pathogenic coronaviruses. Nat. Rev. Microbiol., 17(3), 181-192. DOI
  2. de Wit, E., van Doremalen, N., Falzarano, D., Munster, V.J. (2016) SARS and MERS: recent insights into emerging coronaviruses. Nat. Rev. Microbiol., 14(8), 523-534. DOI
  3. Zhou, P., Yang, X.L., Wang, X.G., Hu, B., Zhang, L., Zhang, W., Si, H.R., Zhu, Y., Li, B., Huang, C.L., Chen, H.D., Chen, J., Luo, Y., Guo, H., Jiang, R.D., Liu, M.Q., Chen, Y., Shen, X.R., Wang, X., Zheng, X.S., Zhao, K., Chen, Q.J., Deng, F., Liu, L.L., Yan, B., Zhan, F.X., Wang, Y.Y., Xiao, G.F., Shi, Z.L. (2020) A pneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin. Nature, 579(7798), 270-273. DOI
  4. Wu, F., Zhao, S., Yu, B., Chen, Y.M., Wang, W., Song, Z.G., Hu, Y., Tao, Z.W., Tian, J.H., Pei, Y,Y., Yuan, M.L., Zhang, Y.L., Dai, F.H., Liu, Y., Wang, Q.M., Zheng, J.J., Xu, L., Holmes, E.C., Zhang, Y.Z. (2020) A new coronavirus associated with human respiratory disease in China. Nature, 579(7798), 265-269. DOI
  5. Hegyi, A., Ziebuhr, J. (2002) Conservation of substrate specificities among coronavirus main proteases. J. Gen. Virol.. .83(Pt 3), 595-599. DOI
  6. Pillaiyar, T., Manickam, M., Namasivayam, V., Hayashi, Y., Jung, S.H. (2016) An Overview of Severe Acute Respiratory Syndrome-Coronavirus (SARS-CoV) 3CL Protease Inhibitors: Peptidomimetics and Small Molecule Chemotherapy. J. Med. Chem., 59(14), 6595-6628. DOI
  7. Gautret, P., Lagier, J.C., Parola, P., Hoang, V.T., Meddeb, L., Mailhe, M., Doudier, B., Courjon, J., Giordanengo, V., Vieira, V.E., Dupont, H.T., Honoré, S., Colson, P., Chabrière, E., La Scola, B., Rolain, J.M., Brouqui, P., Raoult, D. (2020) Hydroxychloroquine and azithromycin as a treatment of COVID-19: results of an open-label non-randomized clinical trial. Int. J. Antimicrob. Agents, 105949. DOI
  8. Novac, N. (2013) Challenges and opportunities of drug repositioning. Trends Pharmacol. Sci., 34(5), 267-272. DOI
  9. Jin, G., Wong, S.T. (2014) Toward better drug repositioning: prioritizing and integrating existing methods into efficient pipelines. Drug Discov. Today, 19(5), 637-644. DOI
  10. Pushpakom, S., Iorio, F., Eyers, P.A., Escott, K.J., Hopper, S., Wells, A., Doig, A., Guilliams, T., Latimer, J., McNamee, C., Norris, A., Sanseau, P., Cavalla, D., Pirmohamed, M. (2019) Drug repurposing: progress, challenges and recommendations. Nat. Rev. Drug Discov., 18(1), 41-58. DOI
  11. Ashburn, T.T., Thor, K.B. (2004) Drug repositioning: identifying and developing new uses for existing drugs. Nat. Rev. Drug Discov., 3(8), 673-683. DOI
  12. Gupta, S.C., Sung, B., Prasad, S., Webb, L.J., Aggarwal, B.B. (2013) Cancer drug discovery by repurposing: teaching new tricks to old dogs. Trends Pharmacol. Sci., 34(9), 508-517. DOI
  13. Tobinick, E.L. (2009) The value of drug repositioning in the current pharmaceutical market. Drug News Perspect., 22(2), 119-125. DOI
  14. Baek, M.C., Jung, B., Kang, H., Lee, H.S., Bae, J.S. (2015) Novel insight into drug repositioning: Methylthiouracil as a case in point. Pharmacol. Res., 99, 185-193. DOI
  15. Khan, R.J., Jha, R.K., Amera, G., Jain, M., Singh, E., Pathak, A., Singh, R.P., Muthukumaran, J., Singh, A.K. (2020) Targeting SARS-CoV-2: A Systematic Drug Repurposing Approach to Identify Promising Inhibitors Against 3C-like Proteinase and 2'-O-RiboseMethyltransferase. J. Biomol. Struct. Dyn. DOI
  16. Kandeel, M., Al-Nazawi, M. (2020) Virtual screening and repurposing of FDA approved drugs against COVID-19 main protease. Life Sci. DOI
  17. Ortega, J.T., Serrano, M.L., Pujol, F.H., Rangel, H.R. (2020) Unrevealing sequence and structural features of novel coronavirus using in silico approaches: The main protease as molecular target. EXCLI J., 19, 400-409. DOI
  18. Shah, B., Modi, P., Sagar, S.R. (2020) In silico studies on therapeutic agents for COVID-19: Drug repurposing approach. Life Sci., 252, 117652. DOI
  19. Balius, T.E., Mukherjee, S., Rizzo, R.C. (2011) Implementation and evaluation of a docking-rescoring method using molecular footprint comparisons. J. Comput. Chem., 32(10), 2273-2289. DOI
  20. Humphrey, W., Dalke, A., Schulten, K. (1996) VMD: visual molecular dynamics. J. Mol. Graph., 14(1),:33-38. DOI
  21. Ghosh, A.K., Osswald, H.L., Prato, G. (2016) Recent Progress in the Development of HIV-1 Protease Inhibitors for the Treatment of HIV/AIDS. J. Med. Chem., 59(11), 5172-5208. DOI
  22. McCauley, J.A., Rudd, M.T. (2016) Hepatitis C virus NS3/4a protease inhibitors. Curr. Opin. Pharmacol., 30, 84-92. DOI
  23. Retrieved April 7, 2020, from: http://fmbaros.ru/press-tsentr/novosti/detail/?ELEMENT_ID=38187
  24. Singh, J., Petter, R.C., Baillie, T.A., Whitty, A. (2011) The resurgence of covalent drugs. Nat. Rev. Drug Discov., 10(4), 307-317. DOI