Veirueyðandi sinkoxíð nanóagnir miðlað af hesperidíni og í kísilsamanburðarrannsókn milli veirueyðandi fenóla sem and-SARS-CoV-2

Fyrir frekari upplýsingar Emailtina.xiang@wecistanche.com

Síðan í janúar 2020 hefur Elsevier stofnað COVID-19 auðlindamiðstöð með ókeypis upplýsingum á ensku og mandarínu um nýju kórónavírusinn COVID-19. COVID-19 auðlindamiðstöðin er hýst á Elsevier Connect, opinberri frétta- og upplýsingavef fyrirtækisins. Elsevier veitir hér með leyfi til að gera allar COVID-19-tengdar rannsóknir sínar sem eru aðgengilegar á COVID-19 auðlindamiðstöðinni - þar á meðal þetta rannsóknarefni - aðgengilegar strax í PubMed Central og öðrum opinberum fjármunum, svo sem WHO COVID gagnagrunnur með rétti til ótakmarkaðrar endurnotkunar og greininga á rannsóknum í hvaða formi sem er eða með hvaða hætti sem er með staðfestingu á upprunalegum heimildum. Þessar heimildir eru veittar ókeypis af Elsevier svo lengi sem COVID-19 auðlindamiðstöðin er virk.

ÁSTANDURAlvarlegt bráða öndunarfæraheilkenni coronavirus 2 (SARS-CoV-2), sem olli kransæðaveirunni (COVID-19), er veiran sem ber ábyrgð á yfir 69.613.607 milljónum sýkinga og yfir 1.582.966 dauðsföllum um allan heim. Allar meðferðarúrræði og samskiptareglur voru aðeins álitnar styðjandi og ekki læknandi. Meðan á þessum núverandi kórónaveirufaraldri stendur hefur verið hagkvæmt að leita að lyfjafræðilegu eða hefðbundnu viðbótar- og samþættandi lyfi til að aðstoða við forvarnir, meðferð og bata. Þessi plöntulyf og næringarefni geta verið hagkvæmari, tiltækari, öruggari og haft minni aukaverkanir. Þetta er í silico samanburðarrannsókn á tíu fenólumveirueyðandilyf gegn SARS-CoV-2, sem og einangrun á virkasta umbrotsefninu frá náttúrulegum uppruna. Sinkoxíð nanóagnir (ZnO NPs) voru einnig útbúnar með því að nota þessi umbrotsefni sem afoxunarefni. Öll prófuð efnasambönd sýndu spáð and-SARS-CoV-2 virkni.Hesperidínsýndi hæstu tengingarstigið, þetta leiðir til þess að við einangrum það frá appelsínuhúðunum og við staðfestum uppbyggingu þess með hefðbundinni litrófsgreiningu. Að auki einkenndist myndun hesperidín sinkoxíð nanóagna af UV, IR, XRD og TEM. In vitro veirueyðandi virkni hesperidíns og ZnO NPs var metin gegn lifrarbólgu A veirunni sem dæmi um RNA veirur. Hins vegar sýndu ZnO NP og hesperidín veirueyðandi virkni gegn HAV en ZnO NP sýndu meiri virkni enhesperidín. Þannig eru hesperidín og miðlaðar ZnO nanóagnir þess viljug veirueyðandi lyf og frekari rannsóknir gegn SARS-CoV-2 eru nauðsynlegar til að nota sem hugsanlega meðferð.

Leitarorð: SARS-CoV-2 Næringarefni Sameindatenging Sinkoxíð nanóagnir Hesperidín

1. Inngangur

Núverandi COVID-19 faraldur er ábyrgur fyrir yfir 69 milljón sýkingum og yfir 1,5 milljón dauðsföllum um allan heim til þessa, 2,3 milljónum sýkinga og meira en 55,000 dauðsföllum í Afríku og yfir 119,{{9} } sýkingar og meira en 6000 dauðsföll í Egyptalandi [1]. Hjá flestum einstaklingum sem eru sýktir af SARS-CoV-2 eru einkenni meðal annars vægur til í meðallagi alvarlegur öndunarfærasjúkdómur sem gæti jafnað sig án samráðs við lækni. Hins vegar eru einstaklingar með langvinna sjúkdóma eins og hjarta- og æðasjúkdóma, sykursýki, langvinna öndunarfærasjúkdóma eða krabbamein í meiri hættu á að fá bráð öndunarfæraeinkenni. Komið er í veg fyrir smit á COVID-19 með því að halda félagslegri fjarlægð, þvo hendur eða nota áfengissótthreinsun og ekki snerta andlitið. Þar sem það smitast í gegnum munnvatnsdropa frá nefi einstaklingsins þegar sýktur einstaklingur hóstar eða hnerrar [1]. Allar ráðstafanir og samskiptareglur voru aðeins álitnar styðjandi en ekki læknandi. Hins vegar eru margar núverandi klínískar rannsóknir sem meta hugsanleg lyf [1]. Frá því að COVID-19 var haldið fram sem heimsfaraldri var nauðsyn að leita að lyfjum eða hefðbundnum, viðbótar- og samþættum lyfjum til að aðstoða við forvarnir, meðferð og bata [2].

Náttúruafurðir eru ónýttar uppsprettur efnasambanda sem hægt er að nota til að koma í veg fyrir og meðhöndla mismunandi sjúkdóma. Að auki hafa náttúruleg efnasambönd oft þjónað sem ódýrari og öruggari lyfjaframbjóðendur gegn nokkrum sjúkdómum, þar sem greint var frá mörgum næringarefnasamböndum sem hafaveirueyðandi virkni[3]. Á síðasta áratug hefur fjöldi nýrraveirueyðandi lyfunnið úr náttúrulegum uppsprettum hefur hækkað verulega. Náttúruvörur aðstoða við uppgötvun veirueyðandi lyfja, annað hvort beint eða óbeint [4].

Þess vegna getur skimun á náttúrulegum efnasöfnum með tölvuskimunaraðferðum eins og sameindatengingu sparað bæði tíma og peninga í lyfjaþróun [3]

Á hinn bóginn hafa Znic (Zn)-innihaldandi efnasambönd sýntveirueyðandi eiginleikaí átt að fjölda vírusa í samræmi við slíka líkamlega ferla eins og viðhengi vírusa, veirusýkingu og afhjúpun. Auk hömlunar á veiru próteasa og pólýmerasa [5]. Almennt er Zn ómissandi þáttur sem finnast í vefjum líkama okkar eins og vöðva, heila, húð, bein. Það er einnig nauðsynlegur þáttur í mismunandi ensímkerfum sem taka þátt í efnaskiptum og kjarnsýru- og próteinlífmyndun [5].

Það skal tekið fram að ZnO NP frásogast auðveldara af líkamanum en sink sjálft. ZnO NP eru nú notuð í matvælaiðnaði sem aukefni og í umbúðir. Ennfremur var ZnO flokkað sem öruggt efni af matvæla- og lyfjaeftirliti Bandaríkjanna. Þess vegna eru ZnO NPs aðlaðandi til notkunar í líflæknisfræðilegum forritum. ZnO NPs einkennast af litlum efnahagslegum kostnaði og lítilli eiturhrifum, þess vegna er hægt að nota ZnO NPs mikið til líflæknisfræðilegra nota sem bakteríudrepandi, krabbameinslyf, sykursýkislyf, bólgueyðandi, lyfjagjöf og sáragræðsla [6].

Nýlega var greint frá því að efnasambönd sem innihalda Zn sýna and-SARS-CoV-2 virkni [7] Þannig er lyf sem innihalda Zn almennt ávísað í COVID-19 verndarreglum. Þar af leiðandi verðskuldar græna myndun ZnO NPs sérstaka athygli.

Í þessari vinnu fara nokkur plöntulyf fenólsambönd úr algengum lyfjaplöntum og matvælum (næringarefni) í kísil sameindarannsókn til að kanna veirueyðandi virkni gegn SARS CoV-2 aðalpróteasa (Mpro), og í tilraunaskyni hæsta tengingarstig efnasambandsins verður prófuð við hlið miðlaðra ZnO nanóagna gegn lifrarbólgu A veirunni (HAV), RNA veiru svipað og SARS− COV- 2.

2. Efniviður og aðferðir

2.1. Sameindabryggju

Aðalpróteasinn (Mpro) er mikilvægt ensím sem er kóðað af erfðamengi kransæðavírussins, sem gegnir mikilvægu hlutverki í afritunar- og umritunarferli vírusa, sem gerir það að hentugu lyfjamarkmiði fyrir SARS-CoV-2. Til að sýna fram á hömlunarkerfi valinna fjölfenólískra efnasambanda eins og rútín, kórílagín, díósmín, mýrísetín-3-O-xýlósýl-(1→2)-ramnósíð, epigallocatechin-3-O-gallat,hesperidín, lyoniresinol, myricetin, naringenin og quercetin 3-O-glúkúróníð á móti kristalbyggingu SARS-CoV-2 Mpro (6lu7) [8] sem voru notuð með upplausninni 2,1 Aᵒ. Það var notað í kísil sameindabryggju. Þetta prótein er samsett úr tveimur fjölpeptíðum sem kallast frumefni A og B. Þessi dimer hefur kristallófræðilega samhverfu meðfram tvíþættum ás. Það inniheldur þrjú lén; lén I (leifar 8–101), lén II (leifar 102–184) með andhliðstæða - lakbyggingu og lén III (leifar 201–303) hefur fimm -helicur raðað sem andhliðstæða kúluþyrpingar. Þar sem lén III er tengt léni II með löngu lykkjusvæði (leifar 185–200). SARS-CoV-2, Mpro, hefur Cys-His tengda hvatavirkni, þar sem hvarfefnisbindistaðurinn er staðsettur í klofi milli léns I og léns II [8] eins og á mynd 1. Í núverandi rannsókn , voru sameindabryggjuaðferðir framkvæmdar af Swiss Dock þjónustunni [9]. Með því að nota EADock DSS, sem framkvæmir blinda bryggju, og CHARMM orka þess var metin á rist þar sem hagstæðasta orkan var metin með STAÐREYNDUM og flokkuð. Hægt er að sjá þessa klasa og túlka með því að nota Chimera eins og greint er frá í bókmenntum [10].

2.2. Plöntuefni, útdráttur og einangrun

Appelsínubörkur (500 g) voru keyptir frá safaverksmiðju á staðnum. Appelsínuberkin (200 g) voru dregin út með 2 L af heitu eimuðu vatni þar til þau voru tæmd. Útdrátturinn var síaður og látinn gufa upp til að verða þéttari undir lofttæmi. Vatnsþykkninu var skipt með CH2CI2 og síðan bútanóli. Bútanól undirbrotið var borið á Whatman síupappírsblöð 3 MM með því að nota BAW sem skolefni [12,11] til að gefa dökkfjólubláa megin undir útfjólubláu (UV) ljósi. Dökkfjólubláa bandið var einangrað og blandað í metanóli, síðan gufað upp undir lofttæmi með því að nota snúningsuppgufunartæki. Þurrkaða efnið var sett á Sephadex LH -20 súlu með því að nota EtOH/H2O (1:1) sem skolefni til að gefa 120 mg afhesperidín.

2.3. Kjarnasegulómun (NMR)

1H-kjarnasegulómun (NMR) litróf voru skráð á Bruker Avance III, 400 MHz NMR litrófsmæli og 100 MHz fyrir 13C NMR. 1H efnabreytingar (δ) voru mældar í ppm, miðað við TMS og 13C-NMR efnabreytingar yfir í dímetýl súlfoxíð-d6 og breytt í TMS kvarðann með því að bæta við 39,5.

2.4. Nýmyndun sinkoxíð nanóagna (ZnO NPs)

með 500 mg af sinkasetati uppleyst í 50 ml tvíeimuðu vatni og hitað í sjóðandi vatnsbaði í 20 mín. Fimm dropum af ammóníumhýdroxíði var síðan bætt við hvarfið til að hækka pH í 12, þar sem ZnO NPs botnfall myndast. Blandan var látin standa í hálftíma til að fullkomna minnkun sinkasetats í ZnO NPs. Botnfallið sem myndast var skilið í skilvindu við 8000 snúninga á mínútu, fylgt eftir með þvotti tvisvar með tvíeimuðu vatni og tveimur þvotti með etanóli til að gefa hvítar kögglar af ZnO NPs við frostþurrkun.

2.5. Einkenni nanóagna úr málmi

2.5.1. UV–vis litrófsgreining

ZnO NPs undirbúningur var skoðaður með UV litrófsmæli, Shimadzu, UV-1601 (Shimadzu Corporation, Japan). UV litrófið var skráð á milli 200–400 nm.

2.5.2. FT-IR greining

Virkir hópar tilbúnu sinkoxíð nanóagnanna og hesperidínefnasambandsins voru auðkenndir með FTIR 6100 litrófsmæli (Jasco, Japan) á bilinu 4000 – 400 cm− 1.

2.5.3. Sendingar rafeindasmásjá (TEM)

Formgerð og kornastærð ZnO NP sem miðlað er af hesperidíni voru ákvörðuð með TEM (JEOL-JEM-1011, Japan). Dropar af nanóagnasviflausninni voru settir á kolefnishúðað koparrist og leysirinn var látinn gufa upp við stofuhita áður en TEM myndin var tekin upp.

2.5.4. X-ray diffraction (XRD)

ZnO NPs röntgengeislunarmynstrið skráð með PANLYTICAL röntgengeislunarmæli með Cu K geislun af bylgjulengd 1d706; =0.1541 nm á skannasviðinu 21d703;=20− 70∘.

2.6. Mat á veirueyðandi virkni

Veirueyðandi skimunin var framkvæmd með því að nota skelluhömlunarprófun á svæðismiðstöð fyrir sveppafræði og líftækni (RCMB, Al Azhar háskólanum, Kaíró, Egyptalandi).

2.6.1. Spendýra frumulína

Vero frumur unnar úr nýrum af grænum öpum í Afríku voru fengnar frá American Type Culture Collection (ATCC, Manassas, VA, Bandaríkjunum).

Vero frumunum var fjölgað í Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM) sem bætt var við 10 prósent hitaóvirkjuð fóstursermi (FBS), HEPES buffer, 1 prósent L-glútamín og 50 ug/mL gentamycin. Allar frumur voru ræktaðar við 37 ◦C í rakaðri andrúmslofti með 5 prósent CO2 og voru undirræktaðar tvisvar í 7 daga [14].

2.6.2. Mat á frumueiturhrifum

af hesperidíni og ZnO NP var bætt við eftir 24 klst af ígræðslu. Tvöföld raðþynning af prófuðu sýnunum (byrjað frá 3000 ug/ml til 2 ug/ml) var bætt við samrennandi frumueinlög sem dreift var í 96-brunn, flatbotna örtítraplötur (Falcon, Jersey, NJ, USA ) með því að nota fjölrása pípettu. Örtítraplöturnar voru ræktaðar við 37 ◦C í rakaðri hitakassa með 5 prósent CO2 í 2 daga. Þrjár holur voru notaðar fyrir hvern styrk sýnanna sem rannsökuð voru. Viðmiðunarfrumur voru ræktaðar án prófunarsýna og með eða án DMSO.

Eftir ræktunartímabilið var afrakstur lífvænlegra frumna ákvarðaður með MTT litamælingu [15]. Sambandið milli eftirlifandi frumna og styrks prófaðra sýna var teiknað til að fá lifunarferla Vero frumulínu eftir meðferð með tilgreindum efnasamböndum. 50 prósent frumudrepandi styrkur (CC50), styrkurinn sem þarf til að valda eitrunaráhrifum í 50 prósent ósnortinna frumna, var metinn út frá myndrænum teikningum af skammta-svörunarferlinu fyrir hvern styrk með því að nota GraphPad Prism hugbúnaðinn (San Diego, CA. USA). Hámarks óeitrað styrkur [MNTC] hvers hesperidíns og ZnO NPs var ákvarðaður og notaður í frekari líffræðilegar rannsóknir.

2.6.3. Vírusútbreiðsla

Frumusjúkdómsvaldandi HAV HM175 stofninn (ATCC VR-1402) af HAV var fjölgaður og mældur í samrennandi Vero frumum [16]. Smitandi veirur voru taldar upp með því að ákvarða 50 prósent sýkingarskammt vefjaræktar með átta brunnum í hverri þynningu og 20 μL af sáðefni í hverri brunn með Spearman-Karber aðferðinni [17].

3. Niðurstöður og umræður

Tíu næringarfræðileg fenólsambönd voru valin í samræmi við framboð þeirra og dreifingu sem lyfjaskammtaform sem fengin eru úr náttúrulegum næringarefnum.

Þessi næringarefni voru díósmín, rútín, naringenín, quercetin 3-óglúkúróníð, myricetin 3-O-xýlósýl-(1→2)-rhamnósíð, myricetin, epigallocatechin-3-O-gallat, kórílagín og lyoniresinol. Hesperidín, díósmín og rútín eru víða fáanleg í lyfjaverslunum undir ýmsum vöruheitum og geta verið fengin úr ýmsum náttúrulegum næringarríkum matvælum sem greint er frá að hafi veirueyðandi eiginleika, til dæmis hefur hesperidín úr sítrushýði verið tilkynnt að hafaveirueyðandi virkni[18]. Á grundvelli in silico skimunar var einnig spáð að hesperidín myndi miða á milliverkunarstaðinn milli SARS-CoV-2 Spike og ACE2 viðtaka og hindra þannig innkomu veirunnar inn í lungnafrumur manna. Þess vegna gæti hesperidín verið efnilegt fyrirbyggjandi lyf gegn COVID-19 [19].

Að auki var tilkynnt um naringenin úr sítrushýði sem veirueyðandi efni gegn Zika veirunni [20], rutin [21] sýndi marktækar niðurstöður sem veirueyðandi [19]. Epigallocatechin frá grænu tei-3-O-gallat hefurveirueyðandi áhrifgegn fjölda DNA og RNA veira [22]. Corilagin kemur í veg fyrir lifrarskemmdir með því að hindra afritun HCV og móta oxunarálag [23]. Greint hefur verið frá virkni gegn HIV fyrir myricetin og glýkósýleraðar afleiður þess [24]. Að auki hefur verið greint frá nokkrum lignansveirueyðandieignir [25].

3.1. Sameindabryggju

Í núverandi rannsókn var reynt að túlka og styðja niðurstöður tilrauna varðandi hömlunarkerfi aðalpróteasans COVID-19. Tíu polyphenolic efnasambönd voru sett í bryggju með því að nota Swiss Dock Server, þar sem viðtaka-undirstaða nálgun var beitt við þessi fjölfenól. Kristalbygging Covid-19 próteasa 6lu7, sem tekur upp hjartalögun, með tveimur dimerum af eins undireiningum og tveimur virkum stöðum. breiðvirkur hemill ætti að miða á virka síðuna His 41 og Cys 148 á forfeðra leðurblökukórónuveirunni, eins og í PDB færslu 4yoi. Þessi rannsókn útskýrði bindishátt fenólefnasambandanna við kristalbygginguna 6lu7 með sameindatengingu (mynd 2). Hengingarrannsóknin staðfesti að hesperidín getur myndað rafstöðueiginleikar milliverkanir við THR 25, LEU 27, His 41 og Gly143 leifar á meðan myndað pi-stafla samspil við TYR 118 eins og skráð er í töflu 1.

Flest polyphenolic efnasamböndin sýndu hindrunarvirkni í klofnasvæðinu milli léns II, III (leifar 185–200) og Í léni I eins og sést á mynd 2 en í töflu 1. voru fjölfenólefnasamböndin skráð eftir bindiorku þeirra. Tengsl RMSD við innfædda bindingarhaminn (full hæfni (blár, vinstri X-ás)) og orku (einfalda hæfni (rauður, hægri y-ás)) var sýnt á mynd A, (framboðsskrá) . Hengingarhamur fyrir hesperidín var sýndur í (Mynd B fyrir SARS-CoV-2 Mpro og mynd C fyrir HAV 3C próteinasa [26], 2HAL kristalbyggingu), myricetin (Mynd. D,1,2), diosmin (Mynd E 1,2), epigallocatechin-3-O-gallat (Mynd F1,2), Rutin (Mynd G1,2), quercetin 3-O-glúkúróníð (Mynd H 1,2), kórílagín (myndir I1,2), myricetin (myndir J1,2), naringenín (myndir L1,2) og lyoniresinol (myndir M1,2), í viðbótarskránni.

3.2. Einangrun og auðkenning á hesperidíni

Þar sem hesperidín sýndi hæstu tengingarstigið hér, einangruðum við það úr matarúrgangi (appelsínuhúð) og veirueyðandi virkni þess gegn HAV (einni af RNA vírusunum) var metin.

Bútanólhlutinn úr vatnskennda útdrættinum af appelsínuhýðunum var borinn á Whatman síupappírsblöð með því að nota BAW sem skolefni, þar sem vart var við dökkfjólubláa flavonoidal band á undirbúningspappírsskiljuninni. Skolun á aðal dökkfjólubláa bandinu með metanóli leiddi til einangrunar á hreinu efnasambandi þar sem auðkenni þess var staðfest með 1H, 13C sem hesperidín [27] sem hér segir: 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6 δ 5,50 (dd, J=12.2, 3.4 Hz, 1H, H-2), 2.78 (dd, J =3,24 Hz & 17.16, 1H, H{{22} }ax), 3,26 (dd, J=17.16, 8.22 Hz, 1H, H-3jafngildi), 6.14 (brs, 1H, H-6), 6.12 (brs, 1H , H-8), 4,97 (d, J =7,2 Hz, 1H, H-1′′), 4,53 (s, 1H, H-1′′' ), 1,09 (d, J=6,2, 3H, CH3 af rhamnósa). }),197,48 (C-4), 163,50 (C-5), 96,85 (C-6), 165,60 (C-7), 96,00 (C{{79} }), 162,96 (C-9), 103,79 (C-10), 131,35 (C-1′), 118,42 (C-2′), 146,92 (C{{ 94}}′), 148,43 (C-4′), 112,50 (C-5′), 114,60 (C-6′), 56,15 (O-Me), 99,91(C{ {109}}′′), 73,45 (C-2′′), 76,73 (C-3′′), 70,06 (C-4′′), 75,98 (C{{121 }}′′), 66,50 (C-6′′), 101,06 (C-1′′'), 70,73 (C-2"", 71,17 (C{{133 }}"'), 72,53 (C-4′′'), 68,78 (C-5"'), 18,29 (CH3 af rhamnósa; C-6′′').

3.3. Myndun ZnO nanóagna

Bæta sinkasetatlausn við hesperidínlausn í vatnsbaði sem var hitað upp í 80 ◦C og síðan bætt við nokkrum dropum af ammoníaki leiddi til útfellingar ZnO NPs [13].

3.3.1. UV greining

Hámarks frásogshámark fyrir ZnO NPs myndað með hesperidíni sýndi hámark við 335 nm (mynd 3a) sem staðfestir myndun ZnO NPs [28]. ZnO á nanómælikvarða hefur styttri bylgjulengdir samanborið við venjulegt ZnO frásogsmynstur, í samræmi við skýrslur um að efnisoxíð hafi tilhneigingu til að hafa styttri bylgjulengdir og að efni á nanóskala hafi tilhneigingu til að hafa styttri bylgjulengdir [29].

3.3.2. FT-IR greining á ZnO NP og hesperidíni

FT-IR litróf (mynd 3b) af tilbúnum ZnO NP og hesperidíni var safnað í litrófsbreiddinni frá 400 til 4000 cm− 1. Þar sem sýndir voru toppar fyrir O–H hópa sem teygja vatn um 3546,04, 3478,29 og 3421,0 cm. − 1 táknar O–H hópa hesperidíns og um 3382,99 cm− 1 fyrir ZnO NPs. Arómatískir hlutar voru staðfestir með kolefnis tvítengi teygðu við 2918,50 cm-1. Beygjanlegur titringur alkóhólistans –CO–H staðfestur með nærveru hámarks við 1096,12 cm− 1. Einkennandi bönd ZnO NPs teygjuhamanna eru úthlutað við 542,9 og 891,2 cm− 1 [13,30].

3.3.3.TEM greining

TEM greining var framkvæmd á lágupplausn og háupplausn rafeindasmásjár og sýndi myndun sexhyrndra ZnO NPs með kornastærð á bilinu 20 til 30 nm, mynd 4.

3.3.4. XRD greining

Tilkoma ZnO NPs og rannsókn á byggingareinkennum þeirra var staðfest með röntgengeislun (XRD), mynd 5. ZnO NPs miðlað af flavonoid hesperidin sýndu toppa með 2θ gildi auðkennd við 31.618◦, 34.334◦, 41◦, 415. ◦, 56.440◦, 62.727◦, 66.245◦, 67.864◦ og 68.925◦ sem samsvarar (100), (002), (101), (102), (110), (103), (200), (112) og (201). Þessir toppar pössuðu við þá á gagnakortinu (00− 003-0888).

Kristalsstærð ZnO NPs var reiknuð til að vera 27,73 nm. Þessi gögn eru mjög svipuð TEM-mælingum. Til að reikna út kristalstærðina notum við jöfnu Scherrer

Kristallstærð {{0}} (0,9 x λ)/ (dcosθ)

Θ=2θ/2, d=full breidd við hálfan hámarksstyrk toppsins (í Rad), λ =0.154060 nm

3.4. Veirueyðandi virkni

3.4.1. Mat á frumueitrun gegn Vero frumum

Sýnin tvö af hesperidíni og ZnO NP sýndu 50 prósent frumudrepandi styrk (CC50)=620,8 ± 34,6 og 243,7 ± 12,7 ug/mL, í sömu röð. Eins og sýnt er á myndum. K. &L., suppl. skrá og gildin voru skráð í töflum C og D. í sömu röð. Síðan voru þessi efnasambönd prófuð fyrirveirueyðandi áhrifgegn HAV við hámarks óeitraðan styrk (MNTC) með því að nota skellugreiningaraðferðina sem sýnd er á mynd M. (aukaskrá).

3.4.2. And-HAV virkni

Tilkynnt hefur verið um að flavonoids hafi veirueyðandi virkni bæði in vivo og in vitro [31]. Greint var frá því að verkunarmáti sumra flavonoids gegn HIV (einnig RNA veiru) stafar af hömlun á fosfórýleringu próteina sem miðlað er af cýtókínum. Það skal líka tekið fram að fosfórunarboð sem miðlað er af frumulyfjum eru aukin í COVID-19 sýkingu, sem leiðir til fosfórunar á fjölmörgum frumubeinagrindpróteinum. Þess vegna geta flavonoids, sem innihalda hesperidín, hamlað próteinfosfórun, sem aftur leiðir til öflugrar veirueyðandi virkni og sýkingavarna í öðrum frumum [32]. Einnig hefur verið greint frá því að ZnO NPs hafi veirueyðandi virkni [32,33].

Zn-innihaldandi efnasambönd greint frá því að hafa áhrif á margvísleg stig veiruafritunarferils eins og óvirkjun vírusa, hömlun á afhjúpun veiru, umritun veiruerfðamengis, þýðingu veirupróteina og fjölpróteinvinnslu. Það skal einnig tekið fram að virknin er háð gerð veirunnar og styrk efnasambanda sem innihalda sink [34].

Í rannsókn okkar voru samfleytt einlög Vero frumna sýkt með föstum þynningum af HAV veirunni. Eftir ræktun var sáðefnið fjarlægt og skipt út fyrir sermifrítt MEM sem innihélt 1,5 prósent karboxýmetýlsellulósa. Frumurnar voru síðan ræktaðar til að leyfa veirunni að mynda skellin. Frumurnar voru festar í 2 klst við 25 ◦C með formaldehýði sem var bætt beint við miðilinn þar til styrkurinn var 5 prósent. Fastar frumur voru þvegnar mikið með vatni áður en þær voru litaðar með lausn sem innihélt 1 prósent kristalfjólublátt og 10 prósent etanól í 30 mínútur. Eftir að hafa skolað með vatni var fjöldi veggskjala talinn og veirutítrar (talningar) reiknaðir. Veirueyðandi áhrif tveggja prófaðu sýnanna, hesperidíns og ZnO NPs gegn HAV við hámarks ófrumueyðandi styrk (MNCC) eru sýnd í töflu B (aukaskrá). Sinkoxíð nanóagnirnar sýndu meiri virkni en hesperidín við tiltölulega lágan styrk vegna mikils yfirborðs og lítillar kornastærðar, sem jók virkni sinkoxíð nanóagna. Úr töflu B, mynd T, (aukaskrá). Bæði hesperidín og ZnO NP sýndu veirueyðandi virkni gegn lifrarbólgu A veiru (HAV) með prósentum upp á 44,75 og 58,83 prósent við hámarks ófrumueitrandi styrk og EC50s jöfn 72,4 og 176,3 ug/ml, í sömu röð eins og sýnt er í töflum A og B (viðbótarskrá).

4. Niðurstöður

Núverandi heimsfaraldurssjúkdómur COVID-19 er ábyrgur fyrir miklum sjúkdómum og dánartíðni um allan heim. Næringar- og plöntulyf fenólsambönd í rannsókninni okkar sýna góða tengingarstig og það gæti verið tilvalið skotmark til meðferðar á SARS-CoV-2. Hesperidín, sem er einangrað úr matarúrgangi appelsínuhýði er með hæstu tengingarstig (-8.84 Kcal/mól) gegn SARS-CoV-2 aðalpróteasa meðal hinna prófuðu efnasambandanna. Hesperidín er fær um að draga úr sinkjónum til að búa til ZnO NPs með sexhyrndum lögun og agnastærð um 25 nm. Hesperidínmiðluð ZnO NPs sýna meiri veirueyðandi virkni en hesperidín sjálft með hlutföllum 44,75 og 58,83 prósent við hámarksþéttni sem er ekki frumudrepandi. Gera ætti fleiri rannsóknir á hesperidíni, öðrum næringarefnum, jurtalyfjasamböndum og ZnO NPs þeirra til að finna örugga, ódýra og hugsanlega meðferð við SARS-CoV-2 heimsfaraldri.

Framlög höfunda Gouda H. Attia, Yasmin S. Moemen, Mahmoud Youns, Ammar M. Ibrahim, Randa Abdou, Mohamed A. El Raey Gouda H. Attia og Mohamed A. El Raey hanna handritið. Gouda H. Attia, Ammar M. Ibrahim og Mohamed A. El Raey sáu um aðskilnaðinn í litskiljuninni og gerðu útskýringu á byggingu hins hreina einangraða Hesperidin Gouda H. Attia, Randa Abdou og Mohamed A. El Raey framkvæmdu græna myndun ZnO NP og lýsa eiginleikum þess. Yasmin S. Moemen framkvæmdi allar sameindatengingarrannsóknir og Mohamed A. El-Raey bendir á próteinið.

Mahmoud Youns og Randa Abdou gerðu veirueyðandi og frumudrepandi mælingar og gagnagreiningu þeirra. Allir höfundar sáu um að semja og skrifa lokaútgáfu handritsins og samþykkja lokahandritið.

Fjármögnun

Ekki fékkst styrkur til þessarar vinnu.

Rannsóknarsiðfræði

Við staðfestum ennfremur að allir þættir þeirrar vinnu sem fjallað er um í þessu handriti sem hefur tekið þátt í sjúklingum í mönnum hefur verið unnin með siðferðilegu samþykki allra viðkomandi aðila og að slíkt samþykki er viðurkennt í handritinu.

IRB samþykki var fengið (krafist fyrir rannsóknir og röð 3 eða fleiri mála)

Skriflegt samþykki til að birta mögulega auðkennandi upplýsingar, svo sem upplýsingar um málið og ljósmyndir, fékkst frá sjúklingnum eða forráðamönnum þeirra.

Yfirlýsing um samkeppnishagsmuni

Höfundar tilkynna engar áhugayfirlýsingar.

Viðurkenningar

Við erum þakklát deildarforseti vísindarannsókna, Najran University, KSA, fyrir að veita styrk til að framkvæma þetta verkefni (NU/ MID/18/024).

Viðauki A. Viðbótargögn

Viðbótarefni sem tengist þessari grein er að finna í netútgáfunni á DOI:https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2021.111724.

Gouda H. Attiaa,b , Yasmine S. Moemenc , Mahmoud Younsd , Ammar M. Ibrahime ,  Randa Abdouf,g , Mohamed A. El Raeyh, *  

a Lyfjafræðideild, Pharmacy College, Najran University, Najran, Sádi Arabía
b Lyfjafræðideild, lyfjafræðideild, Kafr El-Shiekh háskólinn, Kafr El-Shiekh, Egyptalandi
c Klínísk meinafræðideild, National Liver Institute, Menoufia University, Menoufia, Egyptalandi
d Lífefnafræði- og sameindalíffræðideild, lyfjafræðideild, Helwan háskólinn, Kaíró, Egyptaland
e Applied Medical Sciences College, Najran University, Najran, Saudi Arabia
f Lyfjafræðideild, lyfjafræðideild, Umm Al-Qura háskólinn, Makkah, Sádi-Arabía
g Lyfjafræðideild, lyfjafræðideild, Helwan háskólinn, Kaíró, Egyptalandi
h Deild plantaefnafræði og plöntukerfisfræði, lyfjadeild, National Research Centre, Dokki, Kaíró, Egyptalandi

Heimildir

[1] Alþjóðaheilbrigðismálastofnunin, WHO Coronavirus Disease (COVID-19), 2020 (Sótt 22. október 2020), https://www.worldometers. info/coronavirus/#countries.

[2] J. Hunter, S. Arentz, J. Goldenberg, G. Yang, J. Beardsley, D. Mertz, S. Leeder, Rapid review protocol: sink til að koma í veg fyrir eða meðhöndla COVID-19 og önnur öndunarfærasýkingar af völdum kransæðaveiru, Integr. Med. Res. 9 (2020), 100457. [3] GJ Kotwal, Veirueyðandi næringarefni úr granatepli (Punica granatum) safa, í Handb. Nutraceuticals, Vol. I, CRC Press, 2009, bls. 338–346.

[4] L.-T. Lin, W.-C. Hsu, C.-C. Lin, Veirueyðandi náttúruvörur og náttúrulyf, J. Tradit. Viðbót. Med. 4 (2014) 24–35.

[5] A. Kumar, Y. Kubota, M. Chernov, H. Kasuya, Hugsanlegt hlutverk sinkuppbótar í fyrirbyggjandi meðferð og meðferð á COVID-19, Med. Tilgátur (2020), 109848.

[6] J. Jiang, J. Pi, J. Cai, The advance of sink oxide nanoparticles for biomedical applications, Bioinorg. Chem. Appl. (2018), https://doi.org/10.1155/2018/ 1062562.

[7] AJW Te Velthuis, SHE van den Worm, AC Sims, RS Baric, EJ Snijder, MJ van Hemert, Zn2 plus hindrar kransæðaveiru og slagæðaveiru RNA pólýmerasavirkni in vitro og sinkjónófórar hindra afritun þessara veira í frumurækt, PLoS Pathog. 6 (2010), e1001176.

[8] Z. Jin, X. Du, Y. Xu, Y. Deng, M. Liu, Y. Zhao, B. Zhang, X. Li, L. Zhang, C. Peng, Uppbygging M pro frá SARS- CoV-2 og uppgötvun á hemlum þess, Nature (2020) 1–5.

[9] A. Grosdidier, V. Zoete, O. Michielin, SwissDock, prótein-lítil sameinda tengikví vefþjónusta byggð á EADock DSS, Nucleic Acids Res. (2011), https://doi.org/ 10.1093/nar/gkr366.

[10] A. Kucukelbir, FJ Sigworth, HD Tagare, Quantifying the local resolution of cryo-EM density maps, Nat. Aðferðir 11 (2014) 63–65.

[11] HH Barakat, M. El-Raey, SA Nada, I. Zeid, M. Nawwar, Constitutive phenolics and hepatoprotective activity of Eugenia supra-axillaris leaves, EJ Chem. 54 (2011) 313–323.

[12] SM Osman, WA El Kashak, M. Wink, MA El Raey, Nýjar isorhamnetin afleiður frá Salsola imbricata Forssk. Blöð með áberandi bólgueyðandi virkni, Pharmacogn. Mag. 12 (2016) S47.

[13] GH Attia, HS Alyami, MAA Orabi, AH Gaara, MA El Raey, Örverueyðandi virkni silfurs og sink nanóagna miðlað af eggaldin grænum Calyx, Int. J. Pharmacol. 16 (2020) 236–243.

[14] P. Vijayan, C. Raghu, G. Ashok, SA Dhanaraj, B. Suresh, Veirueyðandi virkni læknaplantna Nilgiris, Indian J. Med. Res. 120 (2004) 24–29.

[15] T. Mosmann, Rapid colorimetric assay for cellular growth and survival: application to proliferation and cytotoxicity assays, J. Immunol. Aðferðir 65 (1983) 55–63.

[16] W. Randazzo, J. Piqueras, J. Rodríguez-Díaz, R. Aznar, G. S´anchez, Improving efficiency of viability-qPCR for selective detection of infectious HAV in food and water samples, J. Appl. Örverur. 124 (2018) 958–964.

[17] RM Pinto, JM Diez, A. Bosch, Notkun ristilkrabbameinsfrumulínu CaCo-2 fyrir mögnun in vivo og greiningu á iðraveirum, J. Med. Virol. 44 (1994) 310–315.

[18] Z. Ding, G. Sun, Z. Zhu, Stutt samskipti Hesperidín dregur úr inflúensu A veiru (H1N1) af völdum lungnaskaða hjá rottum með bólgueyðandi áhrifum sínum, Antivir. Þr. 23 (2018) 611–615.

[19] C. Wu, Y. Liu, Y. Yang, P. Zhang, W. Zhong, Y. Wang, Q. Wang, Y. Xu, M. Li, X. Li, Greining á meðferðarmarkmiðum fyrir SARS- CoV-2 og uppgötvun hugsanlegra lyfja með reikniaðferðum, Acta Pharm. Synd. B (2020).

[20] AHD Cataneo, D. Kuczera, AC Koishi, C. Zanluca, GF Silveira, TB de Arruda, AA Suzukawa, LO Bortot, M. Dias-Baruffi, WA Verri, Sítrusflavonoid naringenin hindrar in vitro sýkingu í mönnum frumur af Zika veiru, Sci. 9. mál (2019) 1–15.

[21] Y.-J. Lin, Y.-C. Chang, N.-W. Hsiao, J.-L. Hsieh, C.-Y. Wang, S.-H. Kung, F.-J. Tsai, Y.-C. Lan, C.-W. Lin, Fisetin og rutin sem 3C próteasahemlar enteroveiru A71, J. Virol. Aðferðir 182 (2012) 93–98.

[22] K. Kaihatsu, M. Yamabe, Y. Ebara, Veirueyðandi verkunarháttur epigallocatechin-3-O-gallats og fitusýruestera þess, Molecules 23 (2018) 2475.

[23] BU Reddy, R. Mullick, A. Kumar, G. Sharma, P. Bag, CL Roy, G. Sudha, H. Tandon, P. Dave, A. Shukla, Náttúrulegur lítill sameinda hemill corilagin hindrar afritun HCV. og mótar oxunarálag til að draga úr lifrarskemmdum, Antiviral Res. 150 (2018) 47–59.

[24] JT Ortega, AI Su´arez, ML Serrano, J. Baptista, FH Pujol, HR Rangel, Hlutverk glýkósýlhluta myricetin afleiða í and-HIV-1 virkni in vitro, AIDS Res. Þr. 14 (2017) 1–6.

[25] RB Teponno, S. Kusari, M. Spiteller, Nýlegar framfarir í rannsóknum á lignans og neolignans, Nat. Framl. 33 (2016) 1044-1092.

[26] J. Yin, MM Cherney, EM Bergmann, J. Zhang, C. Huitema, H. Pettersson, LD Eltis, JC Vederas, MNG James, Episúlfíð katjón (þíiran hringur) föst í virka stað HAV 3C próteinasa óvirkjað af peptíð-undirstaða ketónhemla, J. Mol. Biol. 361 (2006) 673–686.

[27] VM Chari, M. Jordan, H. Wagner, PW Thies, A 13C-NMR rannsókn á uppbyggingu asýl-línaríns frá Valeriana wallichii, Phytochemistry 16 (1977) 1110-1112.

[28] N. Srinivasan, C. Rangasami, JC Kannan, Uppbygging og sjónfræðilegir eiginleikar sinkoxíð nanóagna, Int J Appl Eng Res. 10 (2015) 343–345.

[29] S. Fakhari, M. Jamzad, H. Kabiri Fard, Græn nýmyndun sinkoxíð nanóagna: samanburður, Green Chem. Lett. 12. (2019) 19.–24.

[30] N. Bala, S. Saha, M. Chakraborty, M. Maiti, S. Das, R. Basu, P. Nandy, Græn nýmyndun sinkoxíðs nanóagna með Hibiscus subdariffa laufþykkni: áhrif hitastigs á nýmyndun, andstæðingur -bakteríavirkni og sykursýkisvirkni, RSC Adv. 5 (2015) 4993–5003.

[31] H. Zakaryan, E. Arabyan, A. Oo, K. Zandi, Flavonoids: efnileg náttúruleg efnasambönd gegn veirusýkingum, Arch. Virol. 162 (2017) 2539–2551.

[32] M. Bouhaddou, D. Memon, B. Meyer, KM White, VV Rezelj, MC Marrero, BJ Polacco, JE Melnyk, S. Ulferts, RM Kaake, Alþjóðlegt fosfórunarlandslag SARS-CoV-2 sýking, Cell 182 (2020) 685–712.

[33] H. Ghaffari, A. Tavakoli, A. Moradi, A. Tabarraei, F. Bokharaei-Salim, M. Zahmatkeshan, M. Farahmand, D. Javanmard, SJ Kiani, M. Esghaei, Inhibition of H1N1 inflúensuveirusýkingu með sinkoxíð nanóögnum: önnur ný notkun nanólækninga, J. Biomed. Sci. 26 (2019) 1–10.

[34] SA Read, S. Obeid, C. Ahlenstiel, G. Ahlenstiel, The role of sinc in antiviral immunity, Adv. Nutr. 10 (2019) 696–710.