Bioaktive forbindelser avledet fra Ganoderma lucidum viser anti-SARS-CoV-2 aktivitet

Bioaktive forbindelser avledet fra Ganoderma lucidum viser anti-SARS-CoV-2 aktivitet

Forskere har identifisert lucidensyre A, en av de bioaktive forbindelsene til Ganoderma lucidum, som en potensiell hemmer av vertscelleinntrengning av alvorlig akutt respiratorisk syndrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2). Studien ble nylig publisert i tidsskriftet Mat og kjemisk toksikologi.

Studie: Lucidensyre A hemmer bindingen av hACE2-reseptoren til spikeproteinet for å forhindre SARS-CoV-2-invasjon. Bildekreditt: Sritakoset / Shutterstock

bakgrunn

Tradisjonelle kinesiske medisinplanter er rike kilder til mange bioaktive forbindelser som har antiinflammatoriske, antivirale, antioksidant- og krefteffekter. Når det gjelder antiviral effektivitet, har bioaktive forbindelser isolert fra rundt 30 medisinske planter blitt funnet å hemme koronavirusinfeksjon gjennom forskjellige mekanismer.

Bioaktive soppforbindelser, inkludert polysakkarider, terpener og cordycepin, har vist antiviral aktivitet mot koronaviruset ved å modulere immunrespons og proteaseaktivitet.

Ganoderma lucidum er en vanlig kinesisk medisinsk sopp fra Polyporaceae-familien. Bioaktive forbindelser isolert fra denne soppen har vist kraftige immunforsterkende og antivirale aktiviteter.

I den nåværende studien undersøkte forskere om Ganoderma lucidum kan forhindre SARS-CoV-2 i å komme inn i vertsceller ved å hemme interaksjonen mellom viralt spikeprotein og vertscellereseptor angiotensin-konverterende enzym 2 (ACE2).

Screening av bioaktive forbindelser fra Ganoderma lucidum

Den første screeningen av Ganoderma lucidum resulterte i identifisering av 54 bioaktive forbindelser og 574 antivirale målproteiner. Ved å sammenligne disse målene med SARS-CoV-2-spesifikke mål, ble 80 anti-SARS-CoV-2-mål fra Ganoderma lucidum identifisert.

En nettverksmodell av potensielle antivirale målgener av Ganoderma lucidum ble konstruert, som inkluderte målene relatert til betennelse, infeksjon, kreft og andre signalveier. Basert på aktivitetene til identifiserte mål, antok forskere at de bioaktive forbindelsene kunne brukes til å behandle SARS-CoV-2-infeksjoner.

Mål-forbindelse nettverksanalyse viste at hver Ganoderma lucidum antiviral forbindelse kan virke på flere mål. Spesifikt ble 54 identifiserte forbindelser funnet å samhandle med 80 SARS-CoV-2-relaterte mål. Videre ble disse målene funnet å være assosiert med 20 forskjellige signalveier. De fleste av disse veiene var antivirale og antiinflammatoriske veier.

Dynamikk av interaksjoner av bioaktive forbindelser

Interaksjonsmønsteret til de identifiserte forbindelsene ble bestemt ved å koble separat til humant ACE2, villtype spike-humant ACE2-kompleks og omicron spike-humant ACE2-kompleks. Dette førte til identifisering av lucidensyre A, som viste sterk bindingsaffinitet for alle målreseptorer.

Lucidensyre A ble funnet å samhandle med humant ACE2 ved å danne en hydrogenbinding, som deretter forhindrer interaksjonen mellom viralt spikeprotein og ACE2. Totalt sett antyder disse observasjonene at lucidensyre A sterkt kan hemme inntreden av villtype SARS-CoV-2 og dens varianter i vertscellen.

Antiviral aktivitet av lucidensyre A

Resultatene av simulering av molekylær dynamikk viste at lucidensyre A gjør spike-ACE2-komplekset ustabilt. Dette fremhever ytterligere evnen til lucidensyre A til å forhindre spike-ACE2-interaksjonen.

Ytterligere analyse viste at lucidensyre A hemmer bindingsaktiviteten til ACE2 selv ved lave mikromolare konsentrasjoner. Dette kan være den primære virkemåten til lucidensyre A for å hindre SARS-CoV-2 i å gå inn i vertsceller.

Studiens betydning

Studien gjennomfører en storskala screening av bioaktive forbindelser fra Ganoderma lucidum for å identifisere potensielle antivirale midler mot SARS-CoV-2. De fleste av de identifiserte forbindelsene er triterpener og steroler, som har antivirale og antiinflammatoriske effekter.

Molekylære dokkingeksperimenter identifiserer lucidensyre A som en potent anti-SARS-CoV-2-forbindelse som har høy bindingsaffinitet for humant ACE2. Mekanistisk hemmer lucidensyre A bindingsaktiviteten til ACE2 ved lave mikromolare konsentrasjoner. Dette blokkerer deretter interaksjonen mellom SARS-CoV-2 spike og human ACE2.

Spesielt forhindrer lucidensyre A inntreden av villtype SARS-CoV-2 og dens varianter, spesielt Omicron, inn i vertscellen.

Referanse:

• 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