分子ドッキングおよび分子動力学シミュレーションによる抗 COVID-19 治療薬としての扁平苔癬薬の再利用

Lichen planus drugs re-purposing as potential anti COVID-19 therapeutics through molecular docking and molecular dynamics simulation approach.

抄録

背景と目的:

本研究では、慢性粘液皮膚疾患である口腔扁平苔癬の治療薬として使用されている17種類の薬剤を用い、その主要タンパク質を標的としたCOVID-19の研究を行うことを意図しています。ここでは、特定のタンパク質を標的とした様々な薬物の構造をより深く理解することを試み、治療や予防に役立つ薬物の開発に役立てたいと考えています。

Background and Aim: The present study intends to investigate COVID-19 by targeting their main proteins with 17 selected drugs used for treating Oral Lichen Planus (OLP) which is a chronic muco-cutaneous disorder. Here, an attempt is made to gain better insight into the structure of various drugs targeting specific proteins which will be helpful in developing drugs useful for therapeutic and preventive measures.

方法:

OLPの治療に使用された治療薬（n = 17）をCOVID-19に再利用するために、研究、分子ドッキングおよび分子ダイナミックシミュレーションを行った。また，選択した薬剤について，ヒト体内の主要タンパク質であるスパイク糖タンパク質，コロナウイルスのメインプロテアーゼ（M），Angiotensin-Converting Enzyme-2 (ACE-2) の最大結合親和性を評価した。

Method: studies, molecular docking and molecular dynamic simulations were performed to repurpose the therapeutic drugs (n = 17) which were used to treat OLP against COVID-19. In addition, the maximum binding affinities of the key protein spike glycoprotein, main-protease (M) of coronavirus, and Angiotensin-Converting Enzyme-2 (ACE-2) in the human body were evaluated with the selected drugs.

結果:

エピガロカテキン-3-ガレート（EGCG）は、リパーポージング対象薬剤の中で最も高いドッキング値を示した。また、標的タンパク質のうち、EGCGはACE-2受容体と最大の結合親和性を示した。また、分子動力学シミュレーションの結果、EGCGはMとの構造ゆらぎが最も少ないことがわかった。

Results: Epigallocatechin-3-gallate (EGCG) showed the highest docking values among the drugs selected for repurposing. Among the target proteins, EGCG has shown maximum binding affinity with ACE-2 receptor. Further, according to the molecular dynamic simulation studies, EGCG has shown the least conformational fluctuations with M.

結論:

EGCGは、ACE-2受容体に結合し、主にSARS-CoV-2のMタンパク質とスパイク糖タンパク質の相互作用を阻害する可能性のある薬剤である。

Conclusion: EGCG can be a potential inhibitor drug which can bind with ACE-2 receptor thus inhibiting the interaction of mainly M protein and spike glycoprotein of SARS-CoV-2.

患者との関連性:

EGCGは、SARS-CoV-2に対して非常に高い親和性と安定性を有する天然化合物であり、抗ウイルス剤として期待されています。SARS-CoV-2の選択的阻害剤に対するリードドラッグとして、必要な臨床試験を経て、COVID-19患者の治療管理に使用できる可能性がある。

Relevance for Patients: EGCG, a natural compound shows antiviral potential having considerably high affinity and stability with SARS-CoV-2. It might be further employed as a lead drug against selective inhibitors of SARS-CoV-2 for the therapeutic management of COVID-19 patients after necessary clinical trials.