¿Podría una proteína derivada del atún inhibir el SARS-CoV-2?


La infección por el coronavirus 2 del síndrome respiratorio agudo severo (SARS-CoV-2) puede causar dificultad respiratoria e incluso la muerte en casos graves. La enfermedad manifestada se llama COVID-19 (enfermedad por coronavirus 2019). Hasta la fecha, no se dispone de ningún fármaco antivírico específico para tratar las infecciones altamente virulentas del SARS-CoV-2 en humanos.

Un estudio reciente en la revista Química de Alimentos llama la atención sobre la necesidad de encontrar suplementos nutricionales con posibles efectos inhibidores del SARS-CoV-2 a raíz de la pandemia de COVID-19.

Estudio: Identificación de péptidos derivados de proteínas de atún como potentes inhibidores del SARS-CoV-2 mediante acoplamiento molecular y simulación dinámica molecular.  Haber de imagen: Al McGlashan / Shutterstock

Al realizar el acoplamiento molecular, los investigadores del estudio identificaron un péptido antiviral EEAGGATAAQIEM (EM) como un posible inhibidor del SARS-CoV-2. Encontraron que el péptido interactúa con los residuos Thr190, Thr25, Thr26, Ala191, Leu50, Met165, Gln189, Glu166, His164, His41, Cys145, Gly143 y Asn119 de la proteasa principal del SARS-CoV-2 (Mpro) a través de 11 enlaces de hidrógeno convencionales, 9 enlaces carbono-hidrógeno y una interacción alquilo.

Además, encontraron que EM también se une a ACE2, el receptor que media la entrada viral, con los residuos His34, Phe28, Thr27, Ala36, Asp355, Glu37, Gln24, Ser19, Tyr83 y ​​Tyr41. Este estudio es indicativo de que los enlaces de hidrógeno y las interacciones electrostáticas pueden desempeñar un papel vital en el bloqueo de la unión del receptor ACE2 con el SARS-CoV-2.

La proteasa principal (Mpro, también llamada 3CLpro) en el virus SARS-CoV-2 es un objetivo terapéutico necesario. Junto con las proteasas similares a la papaína, desempeña un papel vital en la traducción del ARN y reconoce sitios de escisión específicos. La inhibición de esta actividad enzimática ayudaría a bloquear la replicación viral. Además, debido a que no se conoce ninguna proteasa humana con una especificidad de escisión similar, es poco probable que tales inhibidores sean tóxicos para los humanos.

ACE2 (enzima convertidora de angiotensina 2) es el receptor del huésped humano para la proteína pico (S) del SARS-CoV-2, que inicia la entrada viral en las células humanas. Por lo tanto, los investigadores interpretaron que bloquear la interacción entre la proteína S del SARS-CoV-2 y el dominio de unión al receptor (RBD) de los receptores celulares ACE2 puede prevenir la entrada del virus. Por lo tanto, ACE2 también es un objetivo atractivo para el tratamiento del SARS-CoV-2.

Como suplemento nutricional, esta proteína puede ser un método útil para mejorar la inmunidad contra el SARS-CoV-2. Muchos estudios anteriores han informado de los péptidos como agentes terapéuticos potenciales (como el péptido C anti-VIH (SJ-2176) y la enfuvirtida). Esto se debe principalmente a su selectividad, especificidad, bajos niveles de efectos secundarios y metabolismo predecible.

Los investigadores evaluaron las capacidades de unión de los péptidos a Mpro y ACE2. Esperaban que los péptidos con alta afinidad por las dos enzimas tuvieran alguna inhibición potencial sobre el SARS-CoV-2.

Sin embargo, aislar, purificar e identificar péptidos bioactivos a partir de hidrolizados de proteínas son procesos muy extensos y que requieren mucho tiempo. Puede simplificarse y acelerarse mediante el método de cribado virtual de varios pasos y en silico digestión gastrointestinal (GI).

Para lo cual los investigadores identificaron péptidos derivados del atún para su estudio, que pueden usarse como suplemento nutricional y también tienen una posible inhibición de la actividad del SARS-CoV-2. Se ha descubierto que el atún, un alimento con alto contenido de ingredientes nutricionales, inhibe el receptor ACE2.

El objetivo de este estudio fue identificar péptidos novedosos para pacientes con COVID-19 a partir de proteína de atún como suplemento nutricional, utilizando una estrategia de combinación de en silico hidrólisis y acoplamiento molecular. Las pruebas se realizaron para descubrir nuevos péptidos inhibidores contra Mpro y el receptor ACE2 del huésped.

Los investigadores explican en el documento que el acoplamiento molecular implica acoplar péptidos con el centro activo de objetivos en un software Discovery Studio (DS). Aquí, utilizaron el software DS 2017 R2. Esto genera la energía CDOCKER en el proceso. Esta energía CDOCKER predice la estabilidad de la interacción péptido-objetivo.

En este estudio, evaluaron el valor de energía CDOCKER del péptido EM con ACE2 como 144 kcal / mol. Esto es indicativo de que el sitio activo de ACE acoplado con el pico de SARS-CoV-2 estaba fuertemente ocupado por el péptido EM, que podría afectar / inhibir la actividad de SARS-CoV-2.

También realizaron simulaciones de dinámica molecular (MD) para determinar la afinidad de unión del péptido con la proteasa principal, Mpro y ACE2 del SARS-CoV-2 a temperatura ambiente.

A partir de este estudio, los investigadores encontraron que el péptido EM de la miosina esquelética del atún es un candidato potencial como “inhibidor del SARS-CoV-2”. Utilizando la simulación de acoplamiento molecular, demostraron los aminoácidos (Gly143 y Gln189) que desempeñaban papeles importantes en las interacciones de los péptidos EM y Mpro.

De manera significativa, encontraron que el péptido EM podría bloquear la unión del SARS-CoV-2 a las células huésped al conectarse con el receptor del virus ACE2 a través de enlaces de hidrógeno e interacciones electrostáticas.

Recomendaron el uso seguro del péptido EM debido a su potencial fuente dietética como un buen suplemento nutricional para los pacientes con COVID-19. Sin embargo, piden ex vivo y en vivo experimentos que puedan verificar la aplicabilidad de los hallazgos de este estudio.

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