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Aus Ganoderma lucidum gewonnene bioaktive Verbindungen weisen eine Anti-SARS-CoV-2-Aktivität auf

Wissenschaftler haben Lucidensäure A, eine der bioaktiven Verbindungen von Ganoderma lucidum, als potenziellen Inhibitor des Wirtszelleintritts des schweren akuten respiratorischen Syndroms Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) identifiziert. Die Studie wurde kürzlich in der Fachzeitschrift veröffentlicht Lebensmittel- und chemische Toxikologie.

Studie: Lucidensäure A hemmt die Bindung des hACE2-Rezeptors an das Spike-Protein, um die Invasion von SARS-CoV-2 zu verhindern.  Bildnachweis: Sritakoset / ShutterstockStudie: Lucidensäure A hemmt die Bindung des hACE2-Rezeptors an das Spike-Protein, um die Invasion von SARS-CoV-2 zu verhindern. Bildnachweis: Sritakoset / Shutterstock

Hintergrund

Traditionelle chinesische Heilpflanzen sind reichhaltige Quellen vieler bioaktiver Verbindungen, die entzündungshemmende, antivirale, antioxidative und krebsbekämpfende Wirkungen aufweisen. Was die antivirale Wirksamkeit betrifft, so wurde festgestellt, dass aus etwa 30 Heilpflanzen isolierte bioaktive Verbindungen die Coronavirus-Infektion über verschiedene Mechanismen hemmen.

Bioaktive Pilzverbindungen, darunter Polysaccharide, Terpene und Cordycepin, haben eine antivirale Wirksamkeit gegen das Coronavirus gezeigt, indem sie die Immunantwort und die Proteaseaktivität modulieren.

Ganoderma lucidum ist ein weit verbreiteter chinesischer Heilpilz aus der Familie der Polyporaceae. Aus diesem Pilz isolierte bioaktive Verbindungen haben starke immunstärkende und antivirale Aktivitäten gezeigt.

In der aktuellen Studie haben Wissenschaftler untersucht, ob Ganoderma lucidum das Eindringen von SARS-CoV-2 in Wirtszellen verhindern kann, indem es die Interaktion zwischen viralem Spike-Protein und dem Angiotensin-Converting-Enzym 2 (ACE2) des Wirtszellrezeptors hemmt.

Screening bioaktiver Verbindungen aus Ganoderma lucidum

Das erste Screening von Ganoderma lucidum führte zur Identifizierung von 54 bioaktiven Verbindungen und 574 antiviralen Zielproteinen. Beim Vergleich dieser Ziele mit SARS-CoV-2-spezifischen Zielen wurden 80 Anti-SARS-CoV-2-Ziele aus Ganoderma lucidum identifiziert.

Es wurde ein Netzwerkmodell potenzieller antiviraler Zielgene von Ganoderma lucidum erstellt, das die Ziele im Zusammenhang mit Entzündungen, Infektionen, Krebs und anderen Signalwegen umfasste. Basierend auf den Aktivitäten identifizierter Ziele stellten Wissenschaftler die Hypothese auf, dass die bioaktiven Verbindungen zur Behandlung von SARS-CoV-2-Infektionen eingesetzt werden könnten.

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Die Analyse des Ziel-Verbindungsnetzwerks ergab, dass jede antivirale Verbindung von Ganoderma lucidum auf mehrere Ziele wirken kann. Konkret wurde festgestellt, dass 54 identifizierte Verbindungen mit 80 SARS-CoV-2-bezogenen Zielen interagieren. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass diese Ziele mit 20 verschiedenen Signalwegen assoziiert sind. Bei den meisten dieser Signalwege handelte es sich um antivirale und entzündungshemmende Signalwege.

Dynamik der Wechselwirkungen bioaktiver Verbindungen

Das Interaktionsmuster der identifizierten Verbindungen wurde durch separates Andocken an menschliches ACE2, Wildtyp-Spike-menschliches ACE2-Komplex und Omicron-Spike-menschliches ACE2-Komplex bestimmt. Dies führte zur Identifizierung von Lucidensäure A, die eine starke Bindungsaffinität für alle Zielrezeptoren zeigte.

Es wurde festgestellt, dass Lucidensäure A mit menschlichem ACE2 interagiert, indem es eine Wasserstoffbindung bildet, die anschließend die Interaktion zwischen viralem Spike-Protein und ACE2 verhindert. Insgesamt deuten diese Beobachtungen darauf hin, dass Lucidensäure A den Eintritt von Wildtyp-SARS-CoV-2 und seinen Varianten in die Wirtszelle stark hemmen kann.

Antivirale Aktivität von Lucidensäure A

Die Ergebnisse der Molekulardynamiksimulation zeigten, dass Lucidensäure A den Spike-ACE2-Komplex instabil macht. Dies unterstreicht zusätzlich die Fähigkeit von Lucidensäure A, die Spike-ACE2-Interaktion zu verhindern.

Weitere Analysen zeigten, dass Lucidensäure A die Bindungsaktivität von ACE2 selbst bei niedrigen mikromolaren Konzentrationen hemmt. Dies könnte die primäre Wirkungsweise von Lucidensäure A sein, um das Eindringen von SARS-CoV-2 in Wirtszellen zu verhindern.

Studienbedeutung

Die Studie führt ein groß angelegtes Screening bioaktiver Verbindungen aus Ganoderma lucidum durch, um potenzielle antivirale Wirkstoffe gegen SARS-CoV-2 zu identifizieren. Bei den meisten identifizierten Verbindungen handelt es sich um Triterpene und Sterole, die antivirale und entzündungshemmende Wirkungen aufweisen.

Molekulare Docking-Experimente identifizieren Lucidensäure A als wirksame Anti-SARS-CoV-2-Verbindung, die eine hohe Bindungsaffinität für menschliches ACE2 aufweist. Mechanistisch gesehen hemmt Lucidensäure A die Bindungsaktivität von ACE2 bei niedrigen mikromolaren Konzentrationen. Dadurch wird anschließend die Interaktion zwischen SARS-CoV-2-Spike und menschlichem ACE2 blockiert.

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Insbesondere verhindert Lucidensäure A das Eindringen von Wildtyp-SARS-CoV-2 und seinen Varianten, insbesondere Omicron, in die Wirtszelle.

Referenz:


Unsere Beiträge kommen von Autoren der Universitäten und Forschungszentren aus der ganzen Welt. Wir geben Ratschläge und Informationen. Jede Beschwerde und Krankheit kann individuelle Behandlungsmöglichkeiten erfodern, sowie Wechselwirkungen der Medikamente hervorrufen. Konsultieren Sie unbedingt immer einen Arzt, bevor Sie etwas tun, worin Sie nicht geschult sind.

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