Ученые идентифицировали люциденовую кислоту А, одно из биоактивных соединений Ganoderma lucidum, в качестве потенциального ингибитора проникновения коронавируса тяжелого острого респираторного синдрома 2 (SARS-CoV-2) в клетки-хозяева. Исследование недавно было опубликовано в журнале Food and Chemical Toxicology .

Исследование: Люциденовая кислота А ингибирует связывание рецептора hACE2 с шиповидным белком , чтобы предотвратить инвазию SARS-CoV-2. Изображение предоставлено: Шритакосет / Shutterstock

Фон

Китайские традиционные лекарственные растения являются богатыми источниками многих биологически активных соединений, обладающих противовоспалительным, противовирусным, антиоксидантным и противораковым действием. Что касается противовирусной активности, было обнаружено, что биоактивные соединения, выделенные примерно из 30 лекарственных растений, ингибируют коронавирусную инфекцию с помощью различных механизмов.

Грибковые биоактивные соединения, в том числе полисахариды, терпены и кордицепин, продемонстрировали противовирусную эффективность против коронавируса, модулируя иммунный ответ и активность протеазы.  

Ganoderma lucidum — широко используемый китайский лекарственный гриб, принадлежащий к семейству Polyporaceae. Биоактивные соединения, выделенные из этого гриба, показали сильное иммуностимулирующее и противовирусное действие.

В текущем исследовании ученые изучили, может ли Ganoderma lucidum предотвратить проникновение SARS-CoV-2 в клетку-хозяин, ингибируя взаимодействие между вирусным шиповидным белком и ангиотензинпревращающим ферментом 2 (ACE2) рецептора клетки-хозяина.

Скрининг биоактивных соединений, полученных    из Ganoderma lucidum

Первоначальный скрининг Ganoderma lucidum привел к идентификации 54 биологически активных соединений и 574 противовирусных белков-мишеней. При сравнении этих мишеней с мишенями, специфичными для SARS-CoV-2, у Ganoderma lucidum было идентифицировано 80 мишеней против SARS-CoV-2.

Gaia Herbs, Mighty Lungs, 60 веганских жидких фито-капсул

Была создана сетевая модель потенциальных противовирусных генов-мишеней Ganoderma lucidum , которая включала мишени, связанные с воспалением, инфекцией, раком и другими путями. Основываясь на активности идентифицированных мишеней, ученые выдвинули гипотезу о том, что биологически активные соединения могут быть использованы для лечения инфекции SARS-CoV-2.

Анализ сети соединение-мишень показал, что каждое противовирусное соединение Ganoderma lucidum может действовать на несколько целей. В частности, было обнаружено, что 54 идентифицированных соединения взаимодействуют с 80 мишенями, связанными с SARS-CoV-2. Кроме того, было обнаружено, что эти мишени связаны с 20 различными сигнальными путями. Среди этих путей большинство были противовирусными и противовоспалительными путями.

Динамика взаимодействия биоактивных соединений

Характер взаимодействия идентифицированных соединений определяли путем их стыковки по отдельности с человеческим ACE2, комплексом спайк-человеческий ACE2 дикого типа и комплексом омикрон спайк-человеческий ACE2. Это привело к идентификации люциденовой кислоты А, которая показала сильную аффинность связывания со всеми рецепторами-мишенями.

Было обнаружено, что люциденовая кислота А взаимодействует с человеческим ACE2, образуя водородную связь, что впоследствии предотвращает взаимодействие между вирусным шиповидным белком и ACE2. В целом эти наблюдения показывают, что люциденовая кислота А может сильно ингибировать проникновение SARS-CoV-2 дикого типа и его вариантов в клетку-хозяин.

Противовирусная активность люциденовой кислоты А

Результаты моделирования молекулярной динамики показали, что люциденовая кислота А делает комплекс шип-ACE2 нестабильным. Это еще раз подчеркивает способность люциденовой кислоты А предотвращать взаимодействие спайк-ACE2.

Дальнейший анализ показал, что люциденовая кислота А ингибирует связывающую активность ACE2 даже при низких микромолярных концентрациях. Это может быть основным механизмом действия люциденовой кислоты А для предотвращения проникновения SARS-CoV-2 в клетки-хозяева.

Значение исследования

В исследовании проводится крупномасштабный скрининг биоактивных соединений, полученных из Ganoderma lucidum , для выявления потенциальных противовирусных агентов против SARS-CoV-2. Большинство идентифицированных соединений представляют собой тритерпены и стеролы, обладающие противовирусной и противовоспалительной активностью.

Эксперименты по молекулярной стыковке идентифицируют люциденовую кислоту А как мощное соединение против SARS-CoV-2, которое проявляет высокую аффинность связывания с человеческим ACE2. Механически люциденовая кислота А ингибирует связывающую активность ACE2 при низких микромолярных концентрациях. Это впоследствии блокирует взаимодействие между шипом SARS-CoV-2 и человеческим ACE2.

Примечательно, что люциденовая кислота А предотвращает проникновение в клетку-хозяин SARS-CoV-2 и его вариантов, особенно омикрон.