维生素、类固醇和潜在抗病毒药物可能如何帮助抗击COVID-19

含维生素D的食物

富含维生素D的食物

研究表明,一些维生素、类固醇和抗病毒药物可以与刺突蛋白结合,并可能抑制病毒的传染性,而高胆固醇则可能激活病毒。

越来越多的证据表明,维生素D——可能还有维生素K和A——可能有助于对抗疟疾新型冠状病毒肺炎。一项新的研究布里斯托大学发表在《德国化学学会杂志》上《应用化学》已经展示了它们——以及其他抗病毒药物——是如何起作用的。研究表明,这些膳食补充剂和化合物可能会与病毒刺突蛋白结合,因此可能会减少SARS-CoV-2传染性。相反,胆固醇可能增加传染性,这可以解释为什么高胆固醇被认为是严重疾病的危险因素。

最近,布里斯托尔的研究人员发现,亚油酸与病毒刺突蛋白的特定位点结合,通过这样做,它将刺突锁定为一种封闭的,感染性较小的形式。现在,一个研究小组已经使用计算方法寻找其他可能具有相同效果的化合物,作为潜在的治疗方法。他们希望通过阻止病毒刺突蛋白足够开放以与人类蛋白(ACE2)相互作用来防止人类细胞受到感染。新的抗病毒药物可能需要数年的时间来设计、开发和测试,因此研究人员查阅了一个已获批准的药物和维生素库,以确定哪些药物可能与SARS-CoV-2刺突蛋白中最近发现的“药囊”结合。

该团队首先研究了亚油酸对尖峰的影响,使用计算模拟来表明它稳定了封闭形式。进一步的模拟结果显示,地塞米松——一种有效的治疗COVID-19的药物——也可能与该部位结合,除对人体免疫系统的影响外,还有助于减少病毒的传染性。

研究小组随后进行了模拟,看看还有哪些化合物与脂肪酸位点结合。这发现了一些实验中发现的对病毒具有活性的药物,这表明这可能是它们阻止病毒复制的一种机制,例如,通过像亚油酸一样锁定刺突结构。

研究结果表明,在现有的药物和饮食成分中有几种候选药物,包括一些已在实验室中发现的减缓SARS-CoV-2繁殖的药物。它们有可能与SARS-CoV-2刺突蛋白结合,并可能有助于阻止细胞进入。

模拟还预测,脂溶性维生素D、K和A以同样的方式与刺突结合,使刺突能够感染细胞。

生物化学学院高级副研究员(生物分子建模)Deborah Shoemark博士为该spike建模,她解释说:“我们的发现有助于解释一些维生素如何在抗击COVID - 19方面比它们传统上yabovip2021支持人类免疫系统发挥更直接的作用。

“肥胖是严重COVID - 19的主要风险因素。维生素D是脂溶性的,容易在脂肪组织中积累。这会降低肥胖者可获得的维生素D的量。其中一些维生素缺乏症较为常见的国家在大流行期间也遭受了严重损失。我们的研究表明,一些必需维生素和包括亚油酸在内的脂肪酸可能有助于阻碍spike/ACE2相互作用。其中任何一种的缺陷都可能使病毒更容易感染。”

已存在的高胆固醇水平与严重COVID-19风险增加有关。有报道称,SARS-CoV-2刺突蛋白与胆固醇结合,这促使研究小组调查它是否能与脂肪酸结合位点结合。他们的模拟表明,它可以结合,但它可能对spike的锁定构象有不稳定的影响,有利于开放的,更具感染性的构象。

休马克博士继续说:“我们知道,使用降低胆固醇的他汀类药物可以降低发生严重COVID - 19的风险,并缩短较轻病例的恢复时间。无论胆固醇是否破坏“良性”的封闭结构,我们的结果表明,通过直接与刺突相互作用,病毒可以隔离胆固醇以达到促进细胞进入所需的局部浓度,这也可能解释了感染后观察到的循环胆固醇的损失。

布里斯托尔化学学院的Adrian Mulholland教授补充说:“我们的模拟显示了一些分子是如何在亚油yabovip2021酸位点上结合的,从而影响了spike的动力学并将其锁定。它们还表明,抗病毒的药物和维生素也可能以同样的方式起作用。以这个部位为目标可能是研制新型抗病毒药物的途径。下一步将是观察膳食补充剂的效果,并测试病毒在细胞中的复制。”

甲骨文公司负责研究的副总裁艾莉森·德本威克·米勒(Alison Derbenwick Miller)表示:“研究人员对SARS-CoV-2如何与人类细胞相互作用有了新的认识,这是非常令人兴奋的,这最终将带来抗击COVID-19的新方法。我们很高兴甲骨文的高性能云基础设施正在帮助推动这种改变世界的研究。发展一个由云驱动的研究人员组成的全球互联社区,正是Oracle for Research的设计初衷。”

参考:“分子模拟表明维生素、类维生素a和类固醇的配体的自由脂肪酸的口袋SARS所致浸量2突起蛋白”,黛博拉·卡伦Shoemark,夏洛特k . buller克里斯汀•Toelzer Kapil Gupta,理查德·b·会话,安德鲁·d·戴维森Imre伯杰,克丽丝汀Schaffitzel,詹姆斯·斯宾塞和阿德里安·j .穆赫兰2021年1月19日,《应用化学国际
DOI: 10.1002 / anie.202015639

该团队包括来自布里斯托尔发现小组的专家,包括布里斯托尔化学、生物化学、细胞和分子医学学院、马克斯普朗克布里斯托尔最小生物学中心、布里斯托尔合成生物学中心,使用布里斯托尔的yabovip2021高性能计算机、英国超级计算机ARCHER以及甲骨文云计算。yabo124这项研究得到了EPSRC和BBSRC的资助。

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