Published November 9, 2023
| Version v1
Publication
Open
An efficient eco-friendly, simple, and green synthesis of some new spiro-N-(4-sulfamoyl-phenyl)-1,3,4-thiadiazole-2-carboxamide derivatives as potential inhibitors of SARS-CoV-2 proteases: drug-likeness, pharmacophore, molecular docking, and DFT exploration
Description
The coronavirus disease 2019 (COVID-19) pandemic has caused a global health crisis. The severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) is a highly contagious virus that can cause severe respiratory illness. There is no specific treatment for COVID-19, and the development of new drugs is urgently needed.The SARS-CoV-2 main protease (Mpro) enzyme is a critical viral enzyme that plays a vital role in viral replication. The inhibition of Mpro enzyme can be an effective strategy for developing new COVID-19 drugs.An efficient operationally simple and convenient green synthesis method had been done towards a series of novel spiro-N-(4-sulfamoylphenyl)-2-carboxamide derivatives, in ethanol at room temperature in green conditions, up to 90% yield. The molecular structures of the synthesized compounds were verified using spectroscopic methods.The title compounds were subjected to in silico analysis, including Lipinski's rule and ADMET prediction, in addition to pharmacophore modeling and molecular docking against the active site of SARS-CoV-2 target main protease (Mpro) enzyme (6LU7). Furthermore, both of the top-ranked compounds (5 and 6) and the standard Nirmatrelvir were subjected to DFT analysis.The synthesized compounds exhibited good binding affinity to SARS-CoV-2 Mpro enzyme, with binding energy scores ranging from - 7.33 kcal/mol (compound 6) and - 7.22kcal/mol (compound 5) to - 6.54 kcal/mol (compounds 8 and 9). The top-ranked compounds (5 and 6) had lower HOMO-LUMO energy difference (ΔE) than the standard drug Nirmatrelvir. This highlights the potential and relevance of charge transfer at the molecular level.These findings suggest that the synthesized spiro-N-(4-sulfamoylphenyl)-2-carboxamide derivatives could be potential candidates for COVID-19 drug development. To confirm these drugs' antiviral efficacy in vivo, more research is required. With very little possibility of failure, this proven method could aid in the search for the SARS-CoV-2 pandemic's desperately needed medications.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تسببت جائحة فيروس كورونا 2019 (COVID -19) في أزمة صحية عالمية. فيروس كورونا 2 المرتبط بالمتلازمة التنفسية الحادة الوخيمة (SARS - CoV -2) هو فيروس شديد العدوى يمكن أن يسبب مرضًا تنفسيًا حادًا. لا يوجد علاج محدد لـ COVID -19، وهناك حاجة ماسة إلى تطوير أدوية جديدة. إنزيم البروتياز الرئيسي لـ SARS - CoV -2 (MPRO) هو إنزيم فيروسي مهم يلعب دورًا حيويًا في التكاثر الفيروسي. يمكن أن يكون تثبيط إنزيم Mpro استراتيجية فعالة لتطوير أدوية COVID -19 الجديدة. تم إجراء طريقة تخليق خضراء فعالة وبسيطة من الناحية التشغيلية نحو سلسلة من مشتقات spiro - N - (4 - sulfamoylphenyl) -2 - carboxamide الجديدة، في الإيثانول في درجة حرارة الغرفة في الظروف الخضراء، حتى 90 ٪ من العائد. تم التحقق من التراكيب الجزيئية للمركبات المركبة باستخدام طرق مطيافية. تم إخضاع مركبات العنوان في تحليل السيليكو، بما في ذلك قاعدة ليبنسكي وتنبؤ ADMET، بالإضافة إلى نمذجة الحامل الدوائي والالتحام الجزيئي ضد الموقع النشط لإنزيم البروتياز الرئيسي المستهدف لفيروس سارس- كوف-2 (Mpro) (6LU7). علاوة على ذلك، تعرض كل من المركبات ذات التصنيف الأعلى (5 و 6) ومعيار نيرماتريلفير لتحليل DFT. أظهرت المركبات المركبة تقاربًا جيدًا للارتباط بإنزيم SARS - CoV -2 Mpro، مع درجات طاقة ارتباط تتراوح من - 7.33 كيلو كالوري/مول (المركب 6) و - 7.22كيلو كالوري/مول (المركب 5) إلى - 6.54 كيلو كالوري/مول (المركبتان 8 و 9). كان للمركبات ذات التصنيف الأعلى (5 و 6) فرق طاقة HOMO - LUMO أقل (ΔE) من الدواء القياسي Nirmatrelvir. هذا يسلط الضوء على إمكانات وأهمية نقل الشحنة على المستوى الجزيئي. تشير هذه النتائج إلى أن مشتقات spiro - N - (4 - sulfamoylphenyl) -2 - carboxamide المركبة يمكن أن تكون مرشحة محتملة لتطوير عقار COVID -19. لتأكيد فعالية هذه الأدوية المضادة للفيروسات في الجسم الحي، هناك حاجة إلى مزيد من البحث. مع وجود احتمال ضئيل جدًا للفشل، يمكن أن تساعد هذه الطريقة المثبتة في البحث عن الأدوية التي تشتد الحاجة إليها لوباء فيروس كورونا 2 المرتبط بمتلازمة الجهاز التنفسي الحادة الوخيمة.Translated Description (French)
La pandémie de maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) a provoqué une crise sanitaire mondiale. Le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) est un virus très contagieux qui peut causer des maladies respiratoires graves. Il n'y a pas de traitement spécifique pour la COVID-19, et le développement de nouveaux médicaments est urgent. L'enzyme protéase principale (Mpro) du SRAS-CoV-2 est une enzyme virale critique qui joue un rôle vital dans la réplication virale. L'inhibition de l'enzyme Mpro peut être une stratégie efficace pour développer de nouveaux médicaments contre la COVID-19. Une méthode de synthèse verte efficace, simple et pratique sur le plan opérationnel, a été mise au point pour une série de nouveaux dérivés de spiro-N- (4-sulfamoylphényl)-2-carboxamide, dans de l'éthanol à température ambiante dans des conditions vertes, avec un rendement allant jusqu'à 90 %. Les structures moléculaires des composés synthétisés ont été vérifiées à l'aide de méthodes spectroscopiques. Les composés du titre ont été soumis à une analyse in silico, y compris la règle de Lipinski et la prédiction ADMET, en plus de la modélisation des pharmacophores et de l'amarrage moléculaire contre le site actif de l'enzyme de la protéase principale cible (Mpro) du SRAS-CoV-2 (6LU7). De plus, les composés les mieux classés (5 et 6) et le Nirmatrelvir standard ont été soumis à une analyse DFT. Les composés synthétisés présentaient une bonne affinité de liaison à l'enzyme Mpro SARS-CoV-2, avec des scores d'énergie de liaison allant de - 7,33 kcal/mol (composé 6) et - 7,22kcal/mol (composé 5) à - 6,54 kcal/mol (composés 8 et 9). Les composés les mieux classés (5 et 6) présentaient une différence d'énergie HOMO-LUMO (ΔE) inférieure à celle du médicament standard Nirmatrelvir. Cela met en évidence le potentiel et la pertinence du transfert de charge au niveau moléculaire. Ces résultats suggèrent que les dérivés synthétisés de spiro-N-(4-sulfamoylphényl)-2-carboxamide pourraient être des candidats potentiels pour le développement de médicaments contre la COVID-19. Pour confirmer l'efficacité antivirale de ces médicaments in vivo, des recherches supplémentaires sont nécessaires. Avec très peu de chances d'échec, cette méthode éprouvée pourrait aider à la recherche des médicaments dont la pandémie de SRAS-CoV-2 a désespérément besoin.Translated Description (Spanish)
La pandemia de coronavirus 2019 (COVID-19) ha provocado una crisis sanitaria mundial. El coronavirus 2 del síndrome respiratorio agudo grave (SARS-CoV-2) es un virus altamente contagioso que puede causar enfermedades respiratorias graves. No existe un tratamiento específico para COVID-19 y se necesita con urgencia el desarrollo de nuevos medicamentos. La enzima proteasa principal del SARS-CoV-2 (Mpro) es una enzima viral crítica que desempeña un papel vital en la replicación viral. La inhibición de la enzima Mpro puede ser una estrategia eficaz para desarrollar nuevos fármacos COVID-19. Se había realizado un método de síntesis verde eficiente, operacionalmente simple y conveniente para una serie de nuevos derivados de espiro-N- (4-sulfamoilfenil)-2-carboxamida, en etanol a temperatura ambiente en condiciones verdes, con un rendimiento de hasta el 90%. Las estructuras moleculares de los compuestos sintetizados se verificaron mediante métodos espectroscópicos. Los compuestos del título se sometieron a análisis in silico, incluida la regla de Lipinski y la predicción ADMET, además del modelado de farmacóforos y el acoplamiento molecular contra el sitio activo de la enzima proteasa principal diana (Mpro) del SARS-CoV-2 (6LU7). Además, tanto los compuestos mejor clasificados (5 y 6) como el Nirmatrelvir estándar se sometieron a análisis DFT. Los compuestos sintetizados mostraron una buena afinidad de unión a la enzima Mpro del SARS-CoV-2, con puntuaciones de energía de unión que oscilaban entre - 7,33 kcal/mol (compuesto 6) y - 7,22kcal/mol (compuesto 5) y - 6,54 kcal/mol (compuestos 8 y 9). Los compuestos mejor clasificados (5 y 6) tuvieron una menor diferencia de energía HOMO-LUMO (ΔE) que el fármaco estándar Nirmatrelvir. Esto destaca el potencial y la relevancia de la transferencia de carga a nivel molecular. Estos hallazgos sugieren que los derivados deespiro-N- (4-sulfamoilfenil)-2-carboxamida sintetizados podrían ser candidatos potenciales para el desarrollo de fármacos COVID-19. Para confirmar la eficacia antiviral de estos fármacos in vivo, se requiere más investigación. Con muy pocas posibilidades de fracaso, este método probado podría ayudar en la búsqueda de los medicamentos que la pandemia del SARS-CoV-2 necesita desesperadamente.Files
s11030-023-10761-0.pdf.pdf
Files
(3.4 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:779c16b8dac04207011dfca396880fbe
|
3.4 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- توليفة صديقة للبيئة وبسيطة وخضراء فعالة لبعض مشتقات سبيرو- N - (4 - سلفامويل- فينيل)-1،3،4 -ثياديازول-2 -كاربوكساميد كمثبطات محتملة لبروتياز سارس- كوف-2: شحوب الدواء، العقاقير الدوائية، الالتحام الجزيئي، واستكشاف DFT
- Translated title (French)
- Une synthèse efficace, écologique, simple et verte de certains nouveaux dérivés de spiro-N-(4-sulfamoyl-phényl) -1,3,4-thiadiazole-2-carboxamideen tant qu'inhibiteurs potentiels des protéases du SARS-CoV-2 : ressemblance avec les médicaments, pharmacophore, accostage moléculaire et exploration DFT
- Translated title (Spanish)
- Una síntesis ecológica, simple y ecológica eficiente de algunos nuevos derivados de espiro-N-(4-sulfamoil-fenil)-1,3,4-tiadiazol-2-carboxamida como inhibidores potenciales de las proteasas del SARS-CoV-2: semejanza a fármacos, farmacóforo, acoplamiento molecular y exploración DFT
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4388522832
- DOI
- 10.1007/s11030-023-10761-0
References
- https://openalex.org/W1428561838
- https://openalex.org/W1545920649
- https://openalex.org/W1575447431
- https://openalex.org/W1964172938
- https://openalex.org/W1965169564
- https://openalex.org/W1977458743
- https://openalex.org/W1979534670
- https://openalex.org/W1999689701
- https://openalex.org/W2018845465
- https://openalex.org/W2021463822
- https://openalex.org/W2023271753
- https://openalex.org/W2078082523
- https://openalex.org/W2086957099
- https://openalex.org/W2111016992
- https://openalex.org/W2130892245
- https://openalex.org/W2135732933
- https://openalex.org/W2333671104
- https://openalex.org/W2463056373
- https://openalex.org/W2515967718
- https://openalex.org/W2545014299
- https://openalex.org/W2567367654
- https://openalex.org/W2697341373
- https://openalex.org/W2899787089
- https://openalex.org/W2902961386
- https://openalex.org/W2906596517
- https://openalex.org/W2949717429
- https://openalex.org/W2950114943
- https://openalex.org/W2996843863
- https://openalex.org/W3010377921
- https://openalex.org/W3011463857
- https://openalex.org/W3012440244
- https://openalex.org/W3015608194
- https://openalex.org/W3022192503
- https://openalex.org/W3083358089
- https://openalex.org/W3087015739
- https://openalex.org/W3097891705
- https://openalex.org/W3113166651
- https://openalex.org/W3119633183
- https://openalex.org/W3154258817
- https://openalex.org/W3159878550
- https://openalex.org/W3160815429
- https://openalex.org/W3165477411
- https://openalex.org/W3177565309
- https://openalex.org/W3180025784
- https://openalex.org/W4207062786
- https://openalex.org/W4221026576
- https://openalex.org/W4226205303
- https://openalex.org/W4236344270
- https://openalex.org/W4242372416
- https://openalex.org/W4281619752
- https://openalex.org/W4282963512
- https://openalex.org/W4283313216
- https://openalex.org/W4284693770
- https://openalex.org/W4285169954
- https://openalex.org/W4287093335
- https://openalex.org/W4291214492
- https://openalex.org/W4291312670
- https://openalex.org/W4311459945
- https://openalex.org/W4311477332
- https://openalex.org/W4311633439
- https://openalex.org/W4313256930
- https://openalex.org/W4313319510
- https://openalex.org/W4313529183
- https://openalex.org/W4317788320
- https://openalex.org/W4322718729
- https://openalex.org/W4361854810
- https://openalex.org/W4362469767
- https://openalex.org/W4367680230
- https://openalex.org/W4375854944
- https://openalex.org/W4376141418
- https://openalex.org/W4381331813
- https://openalex.org/W4383911995
- https://openalex.org/W4384023307
- https://openalex.org/W4384343304
- https://openalex.org/W4385076073
- https://openalex.org/W4385077607
- https://openalex.org/W4385420861
- https://openalex.org/W4385471405
- https://openalex.org/W4385690834
- https://openalex.org/W4385760653
- https://openalex.org/W4386997242