アシュワガンダ（Ashwagandha）からSARS-CoV-2の主要プロテアーゼ阻害剤としての生理活性分子の同定

Identification of bioactive molecule from (Ashwagandha) as SARS-CoV-2 main protease inhibitor.

• Manish Kumar Tripathi
• Pushpendra Singh
• Sujata Sharma
• Tej P Singh
• A S Ethayathulla
• Punit Kaur

抄録

SARS-CoV-2はCOVID-19の原因物質であり、世界保健機関（WHO）によりパンデミック疾患として宣言されている。COVID-2019の標的治療薬およびワクチンの欠如は、この新規なウイルスに対する新規なワクチンまたは薬剤を開発するために科学界を誘発している。多くの合成化合物や抗マラリア薬が臨床試験を受けている。伝統的な医療従事者は、様々な病気を治すためにウィザノライドと呼ばれるインドの薬用植物（アシュワガンダ）の天然成分を広く使用している。SARS-CoV-2のメインプロテアーゼ(M)は、その複製に必要なポリプロテインを処理することにより、病気の伝播に重要な役割を果たしています。本研究では、SARS-CoV-2 の主要なプロテアーゼ（M）が、その複製に必要なポリタンパク質を処理することで、病気の伝播に重要な役割を果たしていることを明らかにし、創薬のための重要なターゲットとなっている。本研究では、SARS-CoV-2の主要なプロテアーゼに対する阻害剤の可能性を探るために、アシュワガンダの40種類の天然化学成分の可能性を計算機的アプローチを用いて評価した。その結果、アシュワガンダの4成分、Withanoside II (-11.30Kcal/mol), Withanoside IV (-11.02Kcal/mol), Withanoside V (-8.96Kcal/mol), Sitoindoside IX (-8.37Kcal/mol)が天然成分の中で最も高いドッキングエネルギーを示した。さらに、100nsのMDシミュレーションにより、ウィザノシドVはタンパク質活性部位との強い結合親和性と水素結合相互作用を有しており、活性部位での安定性を示していることがわかった。また、結合自由エネルギースコアは、他の化合物と比較して最も高いスコアである-87.01±5.01Kcal/molと相関していた。結論として、アシュワガンダに含まれるウィザノシドVは、COVID-19に対抗するSARS-CoV-2のMに対する阻害剤として機能する可能性があり、nCoVに対する抗ウイルス効果を有する可能性が示唆された。Ramaswamy H. Sarmaによって伝達された。

SARS-CoV-2 is the causative agent of COVID-19 and has been declared as pandemic disease by World Health Organization. Lack of targeted therapeutics and vaccines for COVID-2019 have triggered the scientific community to develop new vaccines or drugs against this novel virus. Many synthetic compounds and antimalarial drugs are undergoing clinical trials. The traditional medical practitioners widely use Indian medicinal plant (Ashwagandha) natural constituents, called withanolides for curing various diseases. The main protease (M) of SARS-CoV-2 plays a vital role in disease propagation by processing the polyproteins which are required for its replication. Hence, it denotes a significant target for drug discovery. In the present study, we evaluate the potential of 40 natural chemical constituents of Ashwagandha to explore a possible inhibitor against main protease of SARS-CoV-2 by adopting the computational approach. The docking study revealed that four constituents of Ashwagandha; Withanoside II (-11.30 Kcal/mol), Withanoside IV (-11.02 Kcal/mol), Withanoside V (-8.96 Kcal/mol) and Sitoindoside IX (-8.37 Kcal/mol) exhibited the highest docking energy among the selected natural constituents. Further, MD simulation study of 100 ns predicts Withanoside V possess strong binding affinity and hydrogen-bonding interactions with the protein active site and indicates its stability in the active site. The binding free energy score also correlates with the highest score of -87.01 ± 5.01 Kcal/mol as compared to other selected compounds. In conclusion, our study suggests that Withanoside V in Ashwagandha may be serve as a potential inhibitor against M of SARS-CoV-2 to combat COVID-19 and may have an antiviral effect on nCoV. Communicated by Ramaswamy H. Sarma.