Multistaged In Silico Discovery of the Best SARS-CoV-2 Main Protease Inhibitors amongst 3009 Clinical and FDA-Approved Compounds
Creators
- 1. Al Azhar University
- 2. King Saud University
- 3. City of Scientific Research and Technological Applications
Description
As a follow-up to our teamwork's former work against SARS-CoV-2, eight compounds (ramelteon (68), prilocaine (224), nefiracetam (339), cyclandelate (911), mepivacaine (2325), ropivacaine (2351), tasimelteon (2384), and levobupivacaine (2840)) were revealed as the best potentially active SARS-CoV-2 inhibitors targeting the main protease (PDB ID: 5R84), Mpro. The compounds were named in the midst of 3009 FDA and clinically approved compounds employing a multistaged in silico method. A molecular fingerprints study with GWS, the cocrystallized ligand of the Mpro, indicated the resemblance of 150 candidates. Consequently, a structure similarity experiment disclosed the best twenty-nine analogous. Then, molecular docking studies were done against the Mpro active site and showed the binding of the best compounds. Next, a 3D-pharmacophore study confirmed the obtained results for the eight compounds by exhibiting relative fit values of more than 90% (except for 68, 74%, and 2384, 83%). Levobupivacaine (2840) showed the most accurate docking and pharmacophore scores and was picked for further MD simulations experiments (RMSD, RMSF, Rg, SASA, and H-H bonding) over 100 ns. The MD simulations results revealed the accurate binding as well as the optimum dynamics of the Mpro-levobupivacaine complex. Finally, MM-PBSA studies were conducted and indicated the favorable bonding of the Mpro-levobupivacaine complex with a free energy value of −235 kJ/mol. The fulfilled outcomes hold out hope of beating COVID-19 through more in vitro and in vivo research for the named compounds.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
كمتابعة لعمل فريقنا السابق ضد سارس- كوف-2، تم الكشف عن ثمانية مركبات (راميلتيون (68)، بريلوكائين (224)، نيفيراسيتام (339)، سيكلانديلات (911)، ميبيفاكايين (2325)، روبيفاكايين (2351)، تاسيميلتيون (2384)، وليفوبوبيفاكايين (2840)) كأفضل مثبطات سارس- كوف-2 التي يحتمل أن تكون نشطة وتستهدف البروتياز الرئيسي (معرف PDB: 5R84)، Mpro. تم تسمية المركبات في وسط 3009 FDA والمركبات المعتمدة سريريًا التي تستخدم طريقة سيليكو متعددة المراحل. أشارت دراسة بصمات الأصابع الجزيئية مع GWS، الربيطة المتبلورة لـ Mpro، إلى تشابه 150 مرشحًا. وبالتالي، كشفت تجربة تشابه الهيكل عن أفضل تسعة وعشرين مماثلًا. بعد ذلك، أجريت دراسات الالتحام الجزيئي ضد موقع Mpro النشط وأظهرت ارتباط أفضل المركبات. بعد ذلك، أكدت دراسة دوائية ثلاثية الأبعاد النتائج التي تم الحصول عليها للمركبات الثمانية من خلال إظهار قيم ملاءمة نسبية تزيد عن 90 ٪ (باستثناء 68، 74 ٪، و 2384، 83 ٪). أظهر Levobupivacaine (2840) أكثر درجات الالتحام والأدوية دقة وتم اختياره لإجراء المزيد من تجارب محاكاة MD (RMSD و RMSF و Rg و SASA و H - H bonding) على 100 ns. كشفت نتائج محاكاة MD عن الارتباط الدقيق بالإضافة إلى الديناميكيات المثلى لمركب Mpro - lobupivacaine. أخيرًا، أجريت دراسات MM - PBSA وأشارت إلى الترابط المواتي لمركب Mpro - lobupivacaine بقيمة طاقة حرة تبلغ -235 كيلو جول/مول. تحمل النتائج المحققة الأمل في التغلب على COVID -19 من خلال المزيد من الأبحاث في المختبر وفي الجسم الحي للمركبات المسماة.Translated Description (French)
Dans le prolongement des travaux antérieurs de notre travail d'équipe contre le SRAS-CoV-2, huit composés (rameltéon (68), prilocaïne (224), néfiracétam (339), cyclandélate (911), mépivacaïne (2325), ropivacaïne (2351), tasimeltéon (2384) et lévobupivacaïne (2840)) ont été révélés comme les meilleurs inhibiteurs potentiellement actifs du SRAS-CoV-2 ciblant la protéase principale (ID PDB : 5R84), Mpro. Les composés ont été nommés au milieu de 3009 FDA et des composés cliniquement approuvés utilisant une méthode in silico à plusieurs étapes. Une étude d'empreintes moléculaires avec GWS, le ligand cocristallisé du Mpro, a indiqué la ressemblance de 150 candidats. Par conséquent, une expérience de similarité de structure a révélé les vingt-neuf meilleurs analogues. Ensuite, des études d'amarrage moléculaire ont été réalisées contre le site actif Mpro et ont montré la liaison des meilleurs composés. Ensuite, une étude 3D-pharmacophore a confirmé les résultats obtenus pour les huit composés en présentant des valeurs d'ajustement relatives de plus de 90% (à l'exception de 68, 74% et 2384, 83%). La lévobupivacaïne (2840) a montré les scores d'amarrage et de pharmacophore les plus précis et a été choisie pour d'autres expériences de simulations MD (liaison RMSD, RMSF, Rg, SASA et H-H) sur 100 ns. Les résultats des simulations MD ont révélé la liaison précise ainsi que la dynamique optimale du complexe Mpro-lévobupivacaïne. Enfin, des études MM-PBSA ont été menées et ont indiqué la liaison favorable du complexe Mpro-lévobupivacaïne avec une valeur d'énergie libre de −235 kJ/mol. Les résultats obtenus offrent l'espoir de vaincre la COVID-19 grâce à davantage de recherches in vitro et in vivo pour les composés nommés.Translated Description (Spanish)
Como seguimiento del trabajo anterior de nuestro equipo contra el SARS-CoV-2, se revelaron ocho compuestos (ramelteón (68), prilocaína (224), nefiracetam (339), ciclandelato (911), mepivacaína (2325), ropivacaína (2351), tasimelteón (2384) y levobupivacaína (2840)) como los mejores inhibidores potencialmente activos del SARS-CoV-2 dirigidos a la proteasa principal (PDB ID: 5R84), Mpro. Los compuestos fueron nombrados en medio de 3009 FDA y compuestos clínicamente aprobados empleando un método in silico de múltiples etapas. Un estudio de huellas moleculares con GWS, el ligando cocristalizado del Mpro, indicó la semejanza de 150 candidatos. En consecuencia, un experimento de similitud de estructura reveló los mejores veintinueve análogos. Luego, se realizaron estudios de acoplamiento molecular contra el sitio activo de Mpro y mostraron la unión de los mejores compuestos. A continuación, un estudio de farmacóforos 3D confirmó los resultados obtenidos para los ocho compuestos al exhibir valores de ajuste relativo de más del 90% (excepto para 68, 74% y 2384, 83%). La levobupivacaína (2840) mostró las puntuaciones de acoplamiento y farmacóforos más precisas y se seleccionó para otros experimentos de simulaciones MD (RMSD, RMSF, Rg, SASA y unión H-H) durante 100 ns. Los resultados de las simulaciones MD revelaron la unión precisa, así como la dinámica óptima del complejo Mpro-levobupivacaína. Finalmente, se realizaron estudios de MM-PBSA que indicaron la unión favorable del complejo Mpro-levobupivacaína con un valor de energía libre de -235 kJ/mol. Los resultados cumplidos mantienen la esperanza de vencer a COVID-19 a través de más investigaciones in vitro e in vivo para los compuestos nombrados.Files
5084553.pdf.pdf
Files
(16.0 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:d735d3fa5c17bbb8a78f49ded96b20c2
|
16.0 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- اكتشاف متعدد المراحل في سيليكو لأفضل مثبطات البروتياز الرئيسية لفيروس كورونا 2 المرتبط بمتلازمة الجهاز التنفسي الحادة الوخيمة من بين 3009 من المركبات السريرية والمعتمدة من إدارة الأغذية والعقاقير (FDA)
- Translated title (French)
- Découverte en plusieurs étapes in silico des meilleurs inhibiteurs principaux de la protéase du SRAS-CoV-2 parmi 3009 composés cliniques et approuvés par la FDA
- Translated title (Spanish)
- Descubrimiento in silico de múltiples etapas de los mejores inhibidores principales de la proteasa del SARS-CoV-2 entre 3009 compuestos clínicos y aprobados por la FDA
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4392756800
- DOI
- 10.1155/2024/5084553
References
- https://openalex.org/W1905183855
- https://openalex.org/W1974880836
- https://openalex.org/W1996053610
- https://openalex.org/W2000863740
- https://openalex.org/W2002146763
- https://openalex.org/W2021520922
- https://openalex.org/W2027529540
- https://openalex.org/W2060872117
- https://openalex.org/W2086729168
- https://openalex.org/W2089829590
- https://openalex.org/W2102469876
- https://openalex.org/W2119126379
- https://openalex.org/W2132262459
- https://openalex.org/W2150981663
- https://openalex.org/W2163657045
- https://openalex.org/W2171892411
- https://openalex.org/W2206954826
- https://openalex.org/W2307928603
- https://openalex.org/W2330802164
- https://openalex.org/W2412446857
- https://openalex.org/W2589303913
- https://openalex.org/W2751183596
- https://openalex.org/W2765644644
- https://openalex.org/W2768652310
- https://openalex.org/W2768702618
- https://openalex.org/W2801161282
- https://openalex.org/W2880249135
- https://openalex.org/W2892113269
- https://openalex.org/W2895640573
- https://openalex.org/W2896002881
- https://openalex.org/W2902128418
- https://openalex.org/W2902195228
- https://openalex.org/W2905131278
- https://openalex.org/W2941187122
- https://openalex.org/W2951512731
- https://openalex.org/W2969396833
- https://openalex.org/W2995188607
- https://openalex.org/W3000039142
- https://openalex.org/W3002088707
- https://openalex.org/W3008324664
- https://openalex.org/W3019541266
- https://openalex.org/W3040116040
- https://openalex.org/W3043736252
- https://openalex.org/W3081447334
- https://openalex.org/W3082246640
- https://openalex.org/W3089706747
- https://openalex.org/W3092125766
- https://openalex.org/W3105968295
- https://openalex.org/W3107156107
- https://openalex.org/W3110361049
- https://openalex.org/W3110545166
- https://openalex.org/W3111108182
- https://openalex.org/W3128114725
- https://openalex.org/W3131943919
- https://openalex.org/W3135664189
- https://openalex.org/W3152566237
- https://openalex.org/W3153592993
- https://openalex.org/W3157176432
- https://openalex.org/W3173610445
- https://openalex.org/W3174309701
- https://openalex.org/W3175740313
- https://openalex.org/W3186140129
- https://openalex.org/W3186998122
- https://openalex.org/W3187516820
- https://openalex.org/W3192669336
- https://openalex.org/W3194591610
- https://openalex.org/W3194882925
- https://openalex.org/W3207586722
- https://openalex.org/W3210983984
- https://openalex.org/W4205100591
- https://openalex.org/W4205386205
- https://openalex.org/W4206956005
- https://openalex.org/W4213188717
- https://openalex.org/W4220934822
- https://openalex.org/W4221032908
- https://openalex.org/W4286502915
- https://openalex.org/W4289134409
- https://openalex.org/W4293282420
- https://openalex.org/W4295539261
- https://openalex.org/W4296017448
- https://openalex.org/W4386446079
- https://openalex.org/W4390667453
- https://openalex.org/W66155924
- https://openalex.org/W67879530