Применение суперкомпьютерного докинга для поиска новых противовирусных препаратов прямого действия

Краткое описание проекта

Вспышка COVID-19 инициировала быструю идентификацию причины этого заболевания, которым стал новый коронавирус SARS‑CoV‑2. Достаточно быстро ученые определили структуру главной протеазы коронавируса. Оказалось, что SARS‑CoV‑2 очень похож на предыдущий коронавирус SARS‑CoV, и знания, которые уже были накоплены о последнем, позволили понять способ функционирования SARS‑CoV‑2 и способы борьбы с ним. В Protein Data Bank быстро появилось несколько структур этого белка-мишени хорошего качества, без пропуска аминокислотных остатков, без пропусков атомов и хорошего достаточно разрешения. В первую очередь поиск ингибиторов главной протеазы нового коронавируса стал проводиться среди существующих лекарств, так как в случае удачи такие ингибиторы могут быстро пройти все необходимые испытания – ведь, по крайне мере, их токсичность уже тщательно исследовалась, и они успешно прошли все необходимые испытания, когда разрабатывалось уже существующее лекарство.

В данной работе с помощью методов суперкомпьютерного молекулярного моделирования проведен поиск ингибиторов главной протеазы M^pro коронавируса SARS‑CoV‑2 в базах данных существующих лекарственных соединений. На основании проведенных расчетов отобрано 21 соединение, молекулы которых наиболее сильно связываются с активным центром главной протеазы коронавируса и блокируют работу её каталитического центра. Эти соединения являются наиболее перспективными кандидатами для экспериментальной проверки их способности ингибировать M^pro коронавируса SARS‑CoV‑2. Отобранные лекарственные соединения переданы в ГНЦ ВБ «Вектор» для дальнейшей экспериментальной проверки их ингибирующей активности.  В случае, подтверждения ингибирующей активности соединения могут стать основой для разработки нового противовирусного препарата прямого действия на SARS‑CoV‑2.

Перечень публикаций, подготовленный при поддержке проекта (2020 г.):

• Sulimov V.B., Kutov D.C., Taschilova A.S., Ilin I.S., Sulimov A.V. Docking paradigm: Drug design // CurrentTopics In Medicinal Chemistry, 2020 (статья принята к публикации, входит в Q1 по Scopus SJR)
• Sulimov A.V., Kutov D.C., Taschilova A.S., Ilin I.S., Stolpovskaya N.V., Shikhaliev Kh.S., Sulimov V.B. In search of non-covalent inhibitors of SARS–CoV–2 main protease: Computer aided drug design using docking and quantum chemistry // Supercomputing Frontiers and Innovations, 2020 (статья принята к публикации)
• Сулимов А.В., Кутов Д.К., Тащилова А.С., Ильин И.С., Сулимов В.Б., Садовничий В.А. Докинг: начало разработки антивирусных препаратов прямого действия на SARS-CoV-2 // В монографии МГУ, Раздел I, Научный фронт: В поисках лекарств и вакцин, Москва: Изд-во МГУ (статья принята к публикации)
• Novichikhina N., Ilin I., Tashchilova A., Sulimov A., Kutov D., Ledenyova I., Krysin M., Shikhaliev K., Gantseva A., Gantseva E., Podoplelova N., Sulimov V. Synthesis, docking, and in vitro anticoagulant activity assay of hybrid derivatives of pyrrolo[3,2,1-ij]quinolin-2(1H)-one as new inhibitors of factor Xa and factor XIa // Molecules, 2020, Vol. 25, No. 8, P. 1889. DOI: 10.3390/molecules25081889, Q2
• Sulimov V.B., Ilin I.S., Kutov D.C., Sulimov A.V. Development of docking programs for Lomonosov supercomputer // Journal of the Turkish Chemical Society Section A: Chemistry, 2020, Vol. 7, No. 1, P. 259–276. DOI: 10.18596/jotcsa.634130
• Подоплелова Н.А., Сулимов В.Б., Тащилова А.С., Ильин И.С., Пантелеев М.А., Леденева И.В., Шихалиев Х.С. Свертывание крови в XXI-м веке: новые знания, методы и перспективы для терапии // Вопросы гематологии/онкологии и иммунопатологии в педиатрии, 2020, Т. 19, № 1, С. 139–157. DOI: 10.24287/1726-1708-2020-19-1-139-157