بررسی اثربخشی کوئرستین و آنالوگ‌هایش بر آنزیم پروتئاز اصلی کووید-19 با استفاده از مطالعات داکینگ مولکولی

مقدمه: کووید-19 بیماری عفونی تنفسی حاد است که توسط ویروس sars-cov-2 ایجاد می شود و با توجه به شیوع سریع بیماری و علی رغم پیشرفت علمی انجام‌شده در توسعۀ واکسن، نیاز فوری به کشف داروهای ضدویروسی برای عملکرد بهتر در برابر سویه‌های جدید کروناویروس‌ها وجود دارد. در این تحقیق اثربخشی کوئرستین و آنالوگ‌هایش بر آنزیم پروتئاز اصلی کووید-19 ارزیابی شد.مواد و روش ها: در این پژوهش توصیفی-تحلیلی، برای بررسی بیوانفورماتیکی، ساختار سه‌بعدی آنالوگ‌های کوئرستین (20 ترکیب)، داروهای استاندارد (ریتوناویر و لوپیناویر) و آنزیم پروتئاز اصلی کووید-19 به‌ترتیب از پایگاه داده های pubchem و pdb دریافت گردید. مطالعات داکینگ مولکولی ترکیبات روی پروتئاز اصلی با استفاده از نرم‌افزار moe.2014 انجام شد؛ سپس خصوصیات فیزیکوشیمیایی و فعالیت بیولوژی ترکیبات با استفاده از نرم‌افزارهای swiss adme، pass وswiss target prediction پیش‌بینی گردید.یافته‌ها: یافته های مطالعۀ حاضر نشان داد که مهم ترین پیوند های درگیر در اتصال دارو با گیرنده، پیوند هیدروژنی، برهمکنش های هیدروفوب و π-π هستند. بهترین نتایج داکینگ مربوط به ترکیبات baicalein، genistein، naringenin و quercetin با داشتن انرژی اتصال قوی (12.83- تا 13.54- کیلوکالری بر مول)، در مقایسه با داروهای ریتوناویر و لوپیناویر است. این ترکیبات برای اتصال با آمینواسیدهای کاتالیتیکی his41 و cys145 و دیگر آمینواسیدهای کلیدی جایگاه فعال آنزیم پروتئاز اصلی تمایل بیشتری دارند.بحث و نتیجه‌گیری: بر اساس نتایج به‌دست‌آمده از مطالعات بیوانفورماتیکی، آنالوگ‌های کوئرستین به‌سبب قرارگیری مناسب در جایگاه فعال آنزیم پروتئاز اصلی کووید-19، مهار موثرتری را نسبت به داروهای شیمیایی استاندارد ایجاد می کنند و می توانند کاندید های مناسبی برای بررسی های in vitro و in vivo باشند. 

efficacy evaluation of quercetin and its analogues on the main protease enzyme of the covid-19 using molecular docking studies

introduction: covid-19 is an acute respiratory infectious disease caused by the sars-cov-2 virus. there is an urgent need to discover antiviral drugs for better performance against new strains of coronaviruses (covs) due to the rapid spread of the disease despite scientific advances in vaccine development. this study aimed to evaluate the efficacy of quercetin and its analogues on the covid-19 mpro enzyme.material & methods: in this descriptive-analytical study, the three-dimensional structures of quercetin analogues (20 compounds), standard drugs (ritonavir and lopinavir), and the covid-19 mpro enzyme were obtained from pubchem and pdb databases for bioinformatics study, respectively. molecular docking studies of the compounds on thempro were performed using moe-2014 software. afterward, the physicochemical properties and biological activity of the compounds were predicted using swiss adme, pass, and swiss target prediction software.findings: the findings of the present study showed that the most important bonds involved in drug-receptor binding are hydrogen, hydrophobic, and π-π interaction bonds. the best docking results were obtained for baicalein, genistein, naringenin, and quercetin compounds with strong binding energy (-12.83 to -13.54 kcal/mol), compared to ritonavir and lopinavir. these compounds have a greater tendency to bind to the catalytic amino acids his41 and cys145 and other key amino acids of the active site of the covid-19 mpro enzyme.discussion & conclusion: based on the results of bioinformatics studies, quercetin analogues had more effective inhibition than standard chemical drugs due to their suitable placement in the active site of the main protease enzyme of covid-19 and can be good candidates for in vitro and in vivo studies.