Ganoderma lucidumista johdetut bioaktiiviset yhdisteet osoittavat SARS-CoV-2-vastaista aktiivisuutta

Ganoderma lucidumista johdetut bioaktiiviset yhdisteet osoittavat SARS-CoV-2-vastaista aktiivisuutta

Tutkijat ovat tunnistaneet lusidenihappo A:n, yhden Ganoderma lucidumin bioaktiivisista yhdisteistä, mahdolliseksi vaikean akuutin hengitystieoireyhtymän koronavirus 2:n (SARS-CoV-2) isäntäsolujen pääsyn estäjäksi. Tutkimus julkaistiin äskettäin lehdessä Ruoka- ja kemiallinen toksikologia.

Tutkimus: Lusideenihappo A estää hACE2-reseptorin sitoutumisen piikkiproteiiniin SARS-CoV-2-invaasion estämiseksi. Kuvan luotto: Sritakoset / Shutterstock

tausta

Perinteiset kiinalaiset lääkekasvit ovat runsaasti monien bioaktiivisten yhdisteiden lähteitä, joilla on anti-inflammatorisia, antiviraalisia, antioksidanttisia ja syöpää ehkäiseviä vaikutuksia. Mitä tulee virustenvastaiseen tehokkuuteen, noin 30 lääkekasvista eristettyjen bioaktiivisten yhdisteiden on todettu estävän koronavirustartuntaa eri mekanismeilla.

Bioaktiiviset sieniyhdisteet, mukaan lukien polysakkaridit, terpeenit ja kordysepiini, ovat osoittaneet antiviraalista aktiivisuutta koronavirusta vastaan ​​moduloimalla immuunivastetta ja proteaasiaktiivisuutta.

Ganoderma lucidum on yleinen kiinalainen lääkesieni Polyporaceae-heimosta. Tästä sienestä eristetyt bioaktiiviset yhdisteet ovat osoittaneet voimakkaita immuunijärjestelmää vahvistavia ja antiviraalisia vaikutuksia.

Tässä tutkimuksessa tutkijat tutkivat, voiko Ganoderma lucidum estää SARS-CoV-2:ta pääsemästä isäntäsoluihin estämällä viruksen piikkiproteiinin ja isäntäsolureseptorin angiotensiinia konvertoivan entsyymin 2:n (ACE2) välistä vuorovaikutusta.

Ganoderma lucidumin bioaktiivisten yhdisteiden seulonta

Ganoderma lucidumin alkuperäinen seulonta johti 54 bioaktiivisen yhdisteen ja 574 antiviraalisen kohdeproteiinin tunnistamiseen. Verrattaessa näitä kohteita SARS-CoV-2-spesifisiin kohteisiin, tunnistettiin 80 anti-SARS-CoV-2-kohdetta Ganoderma lucidumista.

Ganoderma lucidumin mahdollisista antiviraalisista kohdegeeneistä rakennettiin verkkomalli, joka sisälsi tulehdukseen, infektioon, syöpään ja muihin signalointireitteihin liittyvät kohteet. Tunnistettujen kohteiden toiminnan perusteella tutkijat olettivat, että bioaktiivisia yhdisteitä voitaisiin käyttää SARS-CoV-2-infektioiden hoitoon.

Kohdeyhdisteverkostoanalyysi paljasti, että jokainen Ganoderma lucidum -viruksen vastainen yhdiste voi vaikuttaa useisiin kohteisiin. Tarkemmin sanottuna 54 tunnistetun yhdisteen havaittiin olevan vuorovaikutuksessa 80 SARS-CoV-2:een liittyvän kohteen kanssa. Lisäksi näiden kohteiden havaittiin liittyvän 20 eri signalointireitille. Useimmat näistä reiteistä olivat antiviraalisia ja anti-inflammatorisia reittejä.

Bioaktiivisten yhdisteiden vuorovaikutusten dynamiikka

Tunnistettujen yhdisteiden vuorovaikutuskuvio määritettiin kiinnittämällä erikseen ihmisen ACE2:een, villityypin piikki-ihmisen ACE2-kompleksiin ja omikronipiikki-ihmisen ACE2-kompleksiin. Tämä johti lusideenihappo A:n tunnistamiseen, joka osoitti vahvaa sitoutumisaffiniteettia kaikkiin kohdereseptoreihin.

Lusideenihappo A:n havaittiin olevan vuorovaikutuksessa ihmisen ACE2:n kanssa muodostamalla vetysidoksen, joka myöhemmin estää viruksen piikkiproteiinin ja ACE2:n välisen vuorovaikutuksen. Kaiken kaikkiaan nämä havainnot viittaavat siihen, että lusidiinihappo A voi estää voimakkaasti villityypin SARS-CoV-2:n ja sen varianttien pääsyn isäntäsoluun.

Lusidenihappo A:n antiviraalinen vaikutus

Molekyylidynamiikan simulaation tulokset osoittivat, että lusidiinihappo A tekee piikki-ACE2-kompleksista epästabiilin. Tämä korostaa entisestään lusidenihappo A:n kykyä estää piikki-ACE2-vuorovaikutusta.

Lisäanalyysi osoitti, että lusidiinihappo A estää ACE2:n sitoutumisaktiivisuutta jopa pienillä mikromolaarisilla pitoisuuksilla. Tämä voi olla lusidiinihappo A:n ensisijainen vaikutustapa, joka estää SARS-CoV-2:ta pääsemästä isäntäsoluihin.

Tutkimuksen tärkeys

Tutkimus suorittaa laajamittaisen Ganoderma lucidumin bioaktiivisten yhdisteiden seulonnan mahdollisten SARS-CoV-2-viruksen vastaisten aineiden tunnistamiseksi. Suurin osa tunnistetuista yhdisteistä on triterpeenejä ja steroleja, joilla on antiviraalisia ja anti-inflammatorisia vaikutuksia.

Molekyylitelakointikokeet tunnistavat lusidiinihappo A:n tehokkaaksi SARS-CoV-2:n vastaiseksi yhdisteeksi, jolla on korkea sitoutumisaffiniteetti ihmisen ACE2:een. Mekaanisesti lusideenihappo A estää ACE2:n sitoutumisaktiivisuutta pienillä mikromolaarisilla pitoisuuksilla. Tämä estää myöhemmin SARS-CoV-2-piikin ja ihmisen ACE2:n välisen vuorovaikutuksen.

Erityisesti lusidiinihappo A estää villityypin SARS-CoV-2:n ja sen varianttien, erityisesti Omicronin, pääsyn isäntäsoluun.

Viite:

• Xu J. 2022. Lucidensäure A hemmt die Bindung des hACE2-Rezeptors an das Spike-Protein, um die Invasion von SARS-CoV-2 zu verhindern. Lebensmittel- und chemische Toxikologie. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0278691522006366