In silico exploration through molecular docking and molecular dynamics of some cinnamoyl substituted compounds on targets related to SARS-CoV-2

Abstract

La pandemia desatada por la aparición de una nueva cepa del coronavirus SARS-CoV-2 a fines de 2019, ha creado una presión significativa en los equipos de salud y centros de investigación para encontrar tratamientos efectivos que puedan disminuir los efectos de esta enfermedad en los pacientes más graves. Se han utilizado diferentes estrategias en química médica, incluyendo el reposicionamiento de fármacos aprobados con diferentes indicaciones en la clínica, la reevaluación de moléculas experimentales y estudios in silico. En este trabajo, se presenta el diseño y evaluación por acoplamiento molecular y simulación por dinámica molecular de algunos ligandos potenciales hacia cuatro enzimas críticas en el ciclo de replicación del virus, los cuales se basaron en algunas características estructurales de compuestos con actividad demostrada contra SARS-CoV y MERS, especies de coronavirus similares al SARS-CoV-2. Los resultados sugieren que los ligandos hidroxilados capaces de adoptar una conformación en V podrían tener una buena afinidad por las proteasas Mpro y PLpro y poseer capacidad antioxidante y antiinflamatoria, por lo que podrían ser la base para el desarrollo de nuevos antivirales.

The pandemic unleashed by the emergence of a new strain of the SARS-CoV-2 coronavirus in late 2019, has created significant pressure on health teams and research centers to find effective treatments that can lessen the effects of this disease on the most severe patients. Different strategies have been used in medicinal chemistry, including the repositioning of approved drugs with different indications in the clinic, the reevaluation of experimental molecules, and in silico studies. In this work, we present the design and evaluation by molecular coupling and simulation by molecular dynamics of potential ligands towards four critical enzymes in the virus replication cycle based on structural characteristics of compounds with demonstrated activity against SARS-CoV and MERS, coronavirus species with some similarity to SARS-CoV-2. The results suggest that hydroxylated ligands capable of adopting a V conformation could have a good affinity for Mpro and PLpro proteases and possess antioxidant and anti-inflammatory capacity so that they could be the basis of projects for the development of new antivirals.