Journal of Health and Biomedical Informatics

fa بررسی برهمکنش ترکیبات گیاهی دارویی علیه پروتئاز Mpro در گونه‌های ویروس SARS-CoV-2 Investigating the Interaction of Herbal Medicinal Compounds Against Mpro Protease in SARS-CoV-2 Virus Strains بیوانفورماتیک Bioinformatics پژوهشي اصیل Original Article <div style="text-align: justify;">مقدمه:  بیماری کرونا (COVID-19) یک بیماری عفونی است که توسط ویروس SARS-CoV-2 ایجاد میشود. شناسایی ترکیبات گیاهی مفید و به‌کارگیری آنها جهت هدف گیری پروتئین های مهم دخیل در آلوده‌سازی و تکثیر ویروس کرونا، گزینه ای کارآمد در مبارزه علیه این بیماری محسوب میشود. هدف از این پژوهش بررسی برهمکنش ترکیبات گیاهی دارویی بومی علیه پروتئازMpro گونه های مختلف ویروس SARS -COV2 و تعیین و ارزیابی ترکیب نهایی با روش HPLC بود. روش کار: ساختار سه‌بعدی پروتئاز Mpro از بانک داده PDB به دست آمد. ترکیبات مختلف ضدویروسی گیاهی از پایگاه های داده و مقالات مختلف گردآوری شد. داکینگ مولکولی با استفاده از AutoDock Vina انجام شد. با استفاده از سرورهای مختلف ویژگی ها و خصوصیات ترکیبات منتخب بررسی شد. جهش زایی برای آمینواسید متیونین 49 انجام و ساختار جدید سه‌بعدی پروتئین Mpro در گونه‌های مختلف ویروس مدلسازی شد. آنالیز داکینگ برای چهار ترکیب منتخب به لحاظ انرژی اتصال انجام شد. شبیه سازی دینامیک مولکولی (MD) برای بررسی پایداری ساختار نهایی و HPLC برای ارزیابی حضور ترکیب موثره در گیاه موردنظر انجام شد. یافته‌ها: نتایج داکینگ نشان داد ترکیب Cyanidin-3 5-di-o-glucoside به لحاظ مجموع انرژی اتصال برای مهار Mpro مطلوب است. خصوصیات فارماکوکینتیک این ترکیب تعیین شد. نتایج MD نشان داد کمپلکس Mpro-Cyanidin-3 5-di-o-glucoside  دارای ثبات است. با روش HPLC تأیید شد که  Cyanidin-3 5-di-o-glucoside در عصاره انار ایرانی موجود است. نتیجه‌گیری: ترکیب  Cyanidin-3 5-di-o-glucoside که در عصاره انار بومی ایران یافت میشود می‌تواند با میل اتصال بالایی به Mpro متصل شده و آن را مهار کند و به عنوان دارویی که مستقیم بر ویروس کرونا تأثیر بگذارد مورد ارزیابی قرار گیرد.  </div> <div style="text-align: justify;">Introduction: COVID-19 is an infectious disease caused by the SARS-CoV-2 virus. The identification of beneficial plant compounds and their use for targeting important proteins involved in the infection and replication of the coronavirus is considered an effective option in the fight against this disease. The aim of this research was to investigate the interaction of native medicinal plant compounds against the Mpro protease of different SARS-CoV-2 strains and to determine and evaluate the final compound using the HPLC method. Methods: The three-dimensional structure of the Mpro protease was obtained from the PDB database. Various antiviral plant compounds were collected from databases and articles. Molecular docking was performed using AutoDock Vina. The features and properties of the selected compounds were examined using different servers. Mutagenesis for the methionine amino acid 49 was performed, and a new three-dimensional structure of the Mpro protein was modeled for different virus strains. Docking analysis for four selected compounds was conducted based on binding energy. Molecular dynamics simulation (MD) was carried out to examine the stability of the final structure, and HPLC was used to evaluate the presence of the effective compound in the desired plant. Results: Docking results showed that the compound Cyanidin-3, 5-di-o-glucoside is effective in inhibiting Mpro, as indicated by its favorable total binding energy. The pharmacokinetic properties of this compound were also determined. MD results indicated that the Mpro-Cyanidin-3, 5-di-o-glucoside complex is stable. HPLC confirmed the presence of Cyanidin-3, 5-di-o-glucoside in Iranian pomegranate extract. Conclusion: The compound Cyanidin-3, 5-di-o-glucoside found in Iranian pomegranate extract can bind to Mpro with high affinity and inhibit its activity, potentially serving as a drug that directly targets the coronavirus. </div> Mpro, کرونا, گیاهان بومی, داکینگ مولکولی, شبیه‌سازی دینامیک مولکولی Mpro Protein, Coronavirus, Native plants, Molecular docking, Molecular dynamics 214 228 http://jhbmi.ir/browse.php?a_code=A-10-659-2&slc_lang=fa&sid=1 Roya Fallah Pour رویا فلاح پور royafalahpour@yahoo.com 100319475328460010347 100319475328460010347 No MSc of Science, Islamic Azad University, Medical Branch, Tehran, Iran کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علو پزشکی، تهران، ایران Seyed Hamid Jamaldini سید حمید جمال الدینی hjam1358@yahoo.co.uk 100319475328460010348 100319475328460010348 No Assistant professor, Islamic Azad University, Medical Branch, Tehran, Iran استادیار، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علو پزشکی، تهران، ایران Najaf Allahyari Fard نجف الهیاری فرد allahyar@nigeb.ac.ir 100319475328460010349 100319475328460010349 Yes Assistant professor, National Institute of Genetic Engineering and Biotechnology, Tehran, Iran استادیار، پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست فناوری، تهران، ایران