Kurkuminin SARS-CoV-2 Üzerindeki Antiviral Etkileri Üzerine Moleküler Kenetlenme Analizi

Kurkumin (C21H20O6) molekülünün yapısal tercihleri Spartan06 programı kullanılarak MMFF yöntemi ile analiz edilmiş ve en kararlı geometri belirlenmiştir. Kurkuminin SARS-CoV-2 üzerindeki etkilerini değerlendirmek için, SARS-CoV-2 ana proteaz enziminin (Mpro) apo/holo formları ve spike glikoprotein ile moleküler kenetlenme çalışmaları yapılmıştır. SARS-CoV-2 proteinlerini hedefleyen kurkuminin bağlanma afiniteleri ve bağlanma modları belirlenmiştir. Kurkuminin ana proteaz enziminin (Mpro) apo ve holo formlarına ve spike glikoproteine bağlanma afiniteleri sırasıyla -7.3, -5.7 ve -7.6 kcal/mol olarak bulunmuştur. Sonuçlar, kurkuminin COVID-19 tedavisi için potansiyel bir terapötik ajan olabileceğini göstermiştir.

Molecular Docking Analysis on the Antiviral Effects of Curcumin on SARS-CoV-2

The structural preferences of curcumin (C21H20O6) molecule were analyzed by MMFF method using Spartan06 program and the most stable geometry was determined. To evaluate the effects of curcumin on SARS-CoV-2, the molecular docking studies have been done on the spike glycoprotein and the apo/holo forms of the SARS-CoV-2 major protease enzyme (Mpro). The binding affinities and binding modes of curcumin targeted to the SARS-CoV-2 proteins were determined. It was discovered that curcumin had binding affinities of -7.3, -5.7, and -7.6 kcal/mol to the apo and holo forms of the major protease enzyme (Mpro) and spike glycoprotein, respectively. The findings suggested that curcumin could be a useful therapeutic agent for COVID-19 treatment.

___

  • [1] H. Gopinath and K. Karthikeyan, “Turmeric: A condiment, cosmetic and cure,” Indian Journal of Dermatology, Venereology and Leprology, vol. 84, no. 1, pp. 16, 2018.
  • [2] S. Hewlings and D. Kalman, “Curcumin: A Review of Its’ Effects on Human Health,” Foods, vol. 6, no. 10, pp. 92, 2017.
  • [3] J. Tabeshpour, M. Hashemzaei, and A. Sahebkar, “The regulatory role of curcumin on platelet functions,” Journal of Cellular Biochemistry, vol. 119, no. 11, pp. 8713–8722, 2018.
  • [4] A. Ali and A. C. Banerjea, “Curcumin inhibits HIV-1 by promoting Tat protein degradation,” Scientific Reports, vol. 6, no. 1, 2016.
  • [5] N. Zhang, H. Li, J. Jia, and M. He, “Anti-inflammatory effect of curcumin on mast cell-mediated allergic responses in ovalbumin-induced allergic rhinitis mouse,” Cellular Immunology, vol. 298, no. 1–2, pp. 88– 95, 2015.
  • [6] M. S. Karimian, M. Pirro, M. Majeed, and A. Sahebkar, “Curcumin as a natural regulator of monocyte chemoattractant protein-1,” Cytokine & Growth Factor Reviews, vol. 33, pp. 55–63, 2017.
  • [7] F. Zahedipour et al., “Potential effects of curcumin in the treatment of COVID ‐19 infection,” Phytotherapy Research, 2020.
  • [8] H. Noor, A. Ikram, T. Rathinavel, S. Kumarasamy, M. Nasir Iqbal, and Z. Bashir, “Immunomodulatory and anti-cytokine therapeutic potential of curcumin and its derivatives for treating COVID-19 – a computational modeling,” Journal of Biomolecular Structure and Dynamics, pp. 1–16, 2021.
  • [9] R. Jäger, R. P. Lowery, A. V. Calvanese, J. M. Joy, M. Purpura, and J. M. Wilson, “Comparative absorptionof curcumin formulations,” Nutrition Journal, vol. 13, no. 1, 2014.
  • [10] L. Sun et al., “Coronavirus Papain-like Proteases Negatively Regulate Antiviral Innate Immune Response through Disruption of STING-Mediated Signaling,” PLoS ONE, vol. 7, no. 2, pp. e30802, 2012.
  • [11] J. W. Schoggins and C. M. Rice, “Interferon-stimulated genes and their antiviral effector functions,” Current Opinion in Virology, vol. 1, no. 6, pp. 519–525, 2011.
  • [12] D. Ting et al., “Multisite Inhibitors for Enteric Coronavirus: Antiviral Cationic Carbon Dots Based on Curcumin,” ACS Applied Nano Materials, vol. 1, no. 10, pp. 5451–5459, 2018.
  • [13] Y. Imai et al., “Identification of Oxidative Stress and Toll-like Receptor 4 Signaling as a Key Pathway of Acute Lung Injury,” Cell, vol. 133, no. 2, pp. 235–249, 2008.
  • [14] S. Rong et al., “Curcumin prevents chronic alcohol-induced liver disease involving decreasing ROS generation and enhancing antioxidative capacity,” Phytomedicine, vol. 19, no. 6, pp. 545–550, 2012.
  • [15] M. Head-Gordon and et al. et al., “Advances in Methods and Algorithms in a Modern Quantum Chemistry Program Package,” ChemInform, vol. 37, no. 39, 2006.
  • [16] T. A. Halgren, “Merck molecular force field. III. Molecular geometries and vibrational frequencies for MMFF94,” Journal of Computational Chemistry, vol. 17, no. 5–6, pp. 553–586, 1996.
  • [17] A. Jurcik et al., “CAVER Analyst 2.0: analysis and visualization of channels and tunnels in protein structures and molecular dynamics trajectories,” Bioinformatics, vol. 34, no. 20, pp. 3586–3588, 2018.
  • [18] O. Trott and A. J. Olson, “AutoDock Vina: Improving the speed and accuracy of docking with a new scoring function, efficient optimization, and multithreading,” Journal of Computational Chemistry, vol. 31, no. 2, 2009.
  • [19] B. Zhang, Y. Zhao, Z. Jin, X. Liu, H. Yang, and Z. Rao, “The crystal structure of COVID-19 main protease in apo form,” 2020.
  • [20] V. Nath, A. Rohini, and V. Kumar, “Identification of Mpro inhibitors of SARS-CoV-2 using structure based computational drug repurposing,” Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, vol. 37, pp. 102178, 2021.
  • [21] A. C. Walls, Y.-J. Park, M. A. Tortorici, A. Wall, A. T. McGuire, and D. Veesler, “Structure, Function, and Antigenicity of the SARS-CoV-2 Spike Glycoprotein,” Cell, vol. 183, no. 6, pp. 1735, 2020.
Bayburt Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi-Cover
  • Yayın Aralığı: Yılda 2 Sayı
  • Başlangıç: 2018
  • Yayıncı: Bayburt Üniversitesi
Sayıdaki Diğer Makaleler

Yeni Tür Yeşil Korozyon İnhibitörü Olarak Citrus aurantium Meyve Kabukları Ekstraktının HCl Çözeltisindeki Yumuşak Çelik Korozyonu Üzerine Kararlı Etkisi

Demet ÖZKIR

Uzamsal Alanda Bir Kripto-Stegano Hibrit Uygulama

Hüseyin Bilal MACİT

Yenilikçi Tasarım Bakış Açısıyla İnsansı Robot Kol Parçası Tasarımı

Safer ÇOKATAR, Muhammet Tarık YILDIRIM, Hüseyin Hakkı BULDUK, Oğuzhan Sefa GÜNER, Ersin TOPTAŞ

Kakule Ekstraktının Adjuvan Kombinasyonu ile Meme Kanseri Hücre Hattı Üzerinde İmmünostimülan/Sitotoksik Etkisinin İncelenmesi

Yağmur ZENGİN, Murat IHLAMUR, Hümeyra BAŞARI

Kurkuminin SARS-CoV-2 Üzerindeki Antiviral Etkileri Üzerine Moleküler Kenetlenme Analizi

A. Demet DEMİRAG, Sefa ÇELİK, Ayşen ÖZEL, Sevim AKYÜZ

Afşin Elbistan-A Termik Santrali Yakın Çevresinde Uçucu Kül Kaynaklı Ağır Metal Dağılımının Gausssian Semivariogram Modeli ile İncelenmesi

Mehmet TÜRKMENOĞLU, Bayram Ali MERT, Mesut ANIL

Polianilin Kaplı Prinç Kabuğunun Atrazin Giderimi Üzerine Etkinliği

Nevin ATALAY GENGEÇ

Alüminyum Alaşımlarına Uygulanan Sıvı Metal Temizliği Kontrol Yöntemlerinin İncelenmesi

Mehmet TOKATLI, Emin USLU, Murat ÇOLAK, Çağlar YÜKSEL

Ağır Metal Ekstraksiyonu için Patlıcan Bazlı Biyosorbentler

Doğu RAMAZANOĞLU, Zaman Adnan MOHAMMED, Idrees KHALO, Khalid MAHER

Sonlu Elemanlar Analiz Yöntemi Kullanılarak Blower Çark Tasarımının İyileştirilmesi

Lezgin KAYA, Betül GENÇASLAM, Sezgin BALCİ