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OpenSPR助力中草药中潜在抗新冠药物发现
来源:大分子生物医药网 | 作者:Neoline | 发布时间: 2021-08-04 | 445 次浏览 | 分享到:
COVID-19的爆发迫切需要通过治疗来遏制新出现的大流行。然而,迄今为止,尚未发现针对SARS-CoV-2感染的有效治疗方法。最近的研究表明ACE2是SARS-CoV-2的人类受体,SARS-CoV-2依赖于ACE2进入细胞,这表明靶向ACE2对于发现针对COVID-19的药物具有广阔的前景。

OpenSPR助力中草药中潜在抗新冠药物发现(图1)

  题目

  Chinese herbal compounds against SARS-CoV-2: Puerarin and quercetin impair the binding of viral S-protein to ACE2 receptor

  抗SARS-CoV-2的中草药化合物:葛根素和槲皮素削弱病毒S蛋白与ACE2受体的结合

  出处

  Computational and Structural Biotechnology Journal IF=6.018

  研究机构

  天津医科大学

  研究背景

  COVID-19的爆发迫切需要通过治疗来遏制新出现的大流行。然而,迄今为止,尚未发现针对SARS-CoV-2感染的有效治疗方法。最近的研究表明ACE2是SARS-CoV-2的人类受体,SARS-CoV-2依赖于ACE2进入细胞,这表明靶向ACE2对于发现针对COVID-19的药物具有广阔的前景。

  最近,中医和现代西医的结合使COVID-19患者住院时间缩短,症状得到改善。近年来,基于中医药网络药理学的一系列计算方法被设计出来,例如基于网络平台的中草药活性化合物预测,为揭示中草药的作用机制开辟了一条新途径,从而大大加速基于中草药的新药发现过程。

  研究方法

  在本研究中,作者首先从中药系统药理学(TCMSP)数据库中筛选出葛根素作为靶向人ACE2的候选化合物,并通过TCMSP分析平台鉴定出含有葛根素的潜在有效草药。接下来,根据中医理论,即存在于同一中药中的化合物可能具有相关和协同的药理活性,筛选了上述获得的草药中所含的所有活性化合物,并确定了另外两种具有抗SARS-CoV-2的潜力化合物。通过分子对接和OpenSPR技术进一步研究了这些化合物与ACE2的亲和力。

  研究结果

  通过TCMSP数据库筛选到靶向人ACE2的化合物葛根素,鉴定含有葛根素的5种中草药,并从5种中草药的活性化合物中筛选出其中的三种(葛根素、槲皮素和山柰酚)。

  OpenSPR实验结果表明槲皮素与ACE2的KD为4.83*10-6M,葛根素与ACE2的KD为6.70*10-4M,SARS-CoV-2 S蛋白与ACE2的KD为2.41*10-8M,槲皮素与SARS-CoV-2 S蛋白的KD为2.21*10-6M。

OpenSPR助力中草药中潜在抗新冠药物发现(图2)

OpenSPR助力中草药中潜在抗新冠药物发现(图3)

OpenSPR助力中草药中潜在抗新冠药物发现(图4)

OpenSPR助力中草药中潜在抗新冠药物发现(图5)

OpenSPR助力中草药中潜在抗新冠药物发现(图6)

  研究结论

  总之,来自中草药的三种化合物,即葛根素、槲皮素和山奈酚,表现出很高的ACE2靶向潜力。通过OpenSPR测定证明葛根素和槲皮素会减弱S蛋白和ACE2之间的相互作用。进一步的结果表明,槲皮素对ACE2受体和病毒S蛋白具有双重结合能力,并具有潜在的免疫调节作用,使其成为一种很好的抗SARS-CoV-2候选药物。OpenSPR可用于中草药中有效成分发现。

  参考文献

  Boyu Pan, Senbiao Fang, Ju Zhang, Ya Pan, Han Liu, Yun Wang, Min Li, Liren Liu. Chinese herbal compounds against SARS-CoV-2: Puerarin and quercetin impair the binding of viral S-protein to ACE2 receptor.Computational and Structural Biotechnology Journal 18 (2020) 3518–3527

  Nicoya公司于2012年在加拿大成立,2015年初,Nicoya正式推出新一代高性能的个人型分子相互作用分析仪OpenSPR,截止到2021年,累计装机客户600多个,发表文章130余篇,2020年推出集成了数字微流控技术的全自动高通量分子相互作用分析仪Alto。

OpenSPR助力中草药中潜在抗新冠药物发现(图7)

  OpenSPR无需任何标记即可实时和快速检测两个分子间能否结合、结合方式、结合过程(kon,koff)和结合强度(KD)以及结合量(浓度检测)。基于LSPR技术的OpenSPR具有检测灵敏度高和仪器成本低、较低的芯片使用和维护成本、以及仪器使用简单的特点。可用于抗原-抗体、蛋白-蛋白,蛋白-多肽,蛋白-小分子,蛋白-核酸,核酸-小分子等分子间的亲和力检测,并兼容纳米颗粒,病毒样颗粒,血清血浆,细胞等粗提样本的分子互作研究。

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