A threefold approach including quantum chemical, molecular docking and molecular dynamic studies to explore the natural compounds from Centaurea jacea as the potential inhibitors for COVID-19 / Uma abordagem tríplice incluindo química quântica, docking molecular e estudos dinâmicos moleculares para explorar os compostos naturais de Centaurea jacea como inibidores potenciais para Covid-19

In the current report, we studied the possible inhibitors of COVID-19 from bioactive constituents of Centaurea jacea using a threefold approach consisting of quantum chemical, molecular docking and molecular dynamic techniques. Centaurea jacea is a perennial herb often used in folk medicines of dermatological complaints and fever. Moreover, anticancer, antioxidant, antibacterial and antiviral properties of its bioactive compounds are also reported. The Mpro (Main proteases) was docked with different compounds of Centaurea jacea through molecular docking. All the studied compounds including apigenin, axillarin, Centaureidin, Cirsiliol, Eupatorin and Isokaempferide, show suitable binding affinities to the binding site of SARS-CoV-2 main protease with their binding energies -6.7 kcal/mol, -7.4 kcal/mol, -7.0 kcal/mol, -5.8 kcal/mol, -6.2 kcal/mol and -6.8 kcal/mol, respectively. Among all studied compounds, axillarin was found to have maximum inhibitor efficiency followed by Centaureidin, Isokaempferide, Apigenin, Eupatorin and Cirsiliol. Our results suggested that axillarin binds with the most crucial catalytic residues CYS145 and HIS41 of the Mpro, moreover axillarin shows 5 hydrogen bond interactions and 5 hydrophobic interactions with various residues of Mpro. Furthermore, the molecular dynamic calculations over 60 ns (6×106 femtosecond) time scale also shown significant insights into the binding effects of axillarin with Mpro of SARS-CoV-2 by imitating protein like aqueous environment. From molecular dynamic calculations, the RMSD and RMSF computations indicate the stability and dynamics of the best docked complex in aqueous environment. The ADME properties and toxicity prediction analysis of axillarin also recommended it as safe drug candidate. Further, in vivo and in [...].

No presente relatório, estudamos os possíveis inibidores de Covid-19 de constituintes bioativos de Centaurea jacea usando uma abordagem tripla que consiste em técnicas de química quântica, docking molecular e dinâmica molecular. Centaurea jacea é uma erva perene frequentemente usada em remédios populares de doenças dermatológicas e febre. Além disso, as propriedades anticâncer, antioxidante, antibacteriana e antiviral de seus compostos bioativos também são relatadas. A Mpro (proteases principais) foi acoplada a diferentes compostos de Centaurea jacea por meio de docking molecular. Todos os compostos estudados, incluindo apigenina, axilarina, Centaureidina, Cirsiliol, Eupatorina e Isokaempferide, mostram afinidades de ligação adequadas ao sítio de ligação da protease principal SARS-CoV-2 com suas energias de ligação -6,7 kcal / mol, -7,4 kcal / mol, - 7,0 kcal / mol, -5,8 kcal / mol, -6,2 kcal / mol e -6,8 kcal / mol, respectivamente. Dentre todos os compostos estudados, a axilarina apresentou eficiência máxima de inibidor, seguida pela Centaureidina, Isokaempferida, Apigenina, Eupatorina e Cirsiliol. Nossos resultados sugeriram que a axilarina se liga aos resíduos catalíticos mais cruciais CYS145 e HIS41 do Mpro, além disso a axilarina mostra 5 interações de ligações de hidrogênio e 5 interações hidrofóbicas com vários resíduos de Mpro. Além disso, os cálculos de dinâmica molecular em uma escala de tempo de 60 ns (6 × 106 femtossegundos) também mostraram percepções significativas sobre os efeitos de ligação da axilarina com Mpro de SARS-CoV-2 por imitação de proteínas como o ambiente aquoso. A partir de cálculos de dinâmica molecular, os cálculos RMSD e RMSF indicam a estabilidade e dinâmica do melhor complexo ancorado em ambiente [...].

A threefold approach including quantum chemical, molecular docking and molecular dynamic studies to explore the natural compounds from Centaurea jacea as the potential inhibitors for COVID-19 / Uma abordagem tríplice incluindo química quântica, docking molecular e estudos dinâmicos moleculares para explorar os compostos naturais de Centaurea jacea como inibidores potenciais para Covid-19

In the current report, we studied the possible inhibitors of COVID-19 from bioactive constituents of Centaurea jacea using a threefold approach consisting of quantum chemical, molecular docking and molecular dynamic techniques. Centaurea jacea is a perennial herb often used in folk medicines of dermatological complaints and fever. Moreover, anticancer, antioxidant, antibacterial and antiviral properties of its bioactive compounds are also reported. The Mpro (Main proteases) was docked with different compounds of Centaurea jacea through molecular docking. All the studied compounds including apigenin, axillarin, Centaureidin, Cirsiliol, Eupatorin and Isokaempferide, show suitable binding affinities to the binding site of SARS-CoV-2 main protease with their binding energies -6.7 kcal/mol, -7.4 kcal/mol, -7.0 kcal/mol, -5.8 kcal/mol, -6.2 kcal/mol and -6.8 kcal/mol, respectively. Among all studied compounds, axillarin was found to have maximum inhibitor efficiency followed by Centaureidin, Isokaempferide, Apigenin, Eupatorin and Cirsiliol. Our results suggested that axillarin binds with the most crucial catalytic residues CYS145 and HIS41 of the Mpro, moreover axillarin shows 5 hydrogen bond interactions and 5 hydrophobic interactions with various residues of Mpro. Furthermore, the molecular dynamic calculations over 60 ns (6×106 femtosecond) time scale also shown significant insights into the binding effects of axillarin with Mpro of SARS-CoV-2 by imitating protein like aqueous environment. From molecular dynamic calculations, the RMSD and RMSF computations indicate the stability and dynamics of the best docked complex in aqueous environment. The ADME properties and toxicity prediction analysis of axillarin also recommended it as safe drug candidate. Further, in vivo and in [...].(AU)

No presente relatório, estudamos os possíveis inibidores de Covid-19 de constituintes bioativos de Centaurea jacea usando uma abordagem tripla que consiste em técnicas de química quântica, docking molecular e dinâmica molecular. Centaurea jacea é uma erva perene frequentemente usada em remédios populares de doenças dermatológicas e febre. Além disso, as propriedades anticâncer, antioxidante, antibacteriana e antiviral de seus compostos bioativos também são relatadas. A Mpro (proteases principais) foi acoplada a diferentes compostos de Centaurea jacea por meio de docking molecular. Todos os compostos estudados, incluindo apigenina, axilarina, Centaureidina, Cirsiliol, Eupatorina e Isokaempferide, mostram afinidades de ligação adequadas ao sítio de ligação da protease principal SARS-CoV-2 com suas energias de ligação -6,7 kcal / mol, -7,4 kcal / mol, - 7,0 kcal / mol, -5,8 kcal / mol, -6,2 kcal / mol e -6,8 kcal / mol, respectivamente. Dentre todos os compostos estudados, a axilarina apresentou eficiência máxima de inibidor, seguida pela Centaureidina, Isokaempferida, Apigenina, Eupatorina e Cirsiliol. Nossos resultados sugeriram que a axilarina se liga aos resíduos catalíticos mais cruciais CYS145 e HIS41 do Mpro, além disso a axilarina mostra 5 interações de ligações de hidrogênio e 5 interações hidrofóbicas com vários resíduos de Mpro. Além disso, os cálculos de dinâmica molecular em uma escala de tempo de 60 ns (6 × 106 femtossegundos) também mostraram percepções significativas sobre os efeitos de ligação da axilarina com Mpro de SARS-CoV-2 por imitação de proteínas como o ambiente aquoso. A partir de cálculos de dinâmica molecular, os cálculos RMSD e RMSF indicam a estabilidade e dinâmica do melhor complexo ancorado em ambiente [...].(AU)

Anti-equine arteritis virus activity of ethanolic extract and compounds from Origanum vulgare / Atividade do extrato etanólico e compostos de Origanum vulgare contra o virus da arterite equina

The equine arteritis virus (EAV) is responsible by an important respiratory and reproductive disease in equine populations and there is no specific antiviral treatment available. The objective of this study was to investigate the activity of an ethanolic crude extract of Origanum vulgare (EEO) and of isolated compound caffeic acid, p-coumaric acid, rosmarinic acid, quercetin, luteolin, carnosol, carnosic acid, kaempferol and apigenin against EAV. The assays were performed using non-cytotoxic concentrations. The antiviral activity was monitored initially by cytopathic effect inhibition (CPE) assay in RK13 cells in the presence or absence of EEO. Pre-incubated cells with EEO were also examined to show prophylactic effect. Direct viral inactivation by EEO and isolated compounds was evaluated by incubation at 37C or 20C. After the incubation period, the infectivity was immediately determined by virus titrations on cell cultures and expressed as 50% tissue culture infective dose (TCID50)/100 µL. There was significant virucidal activity of EEO and of the compounds caffeic acid, p-coumaric acid, quercetin, carnosic acid and kaempferol. When EEO was added after infection, EEO inhibited the virus growth in infected cells, as evidenced by significant reduction of the viral titre. The results provide evidence that the EEO exhibit an inhibitory effect anti-EAV. Among the main compounds evaluated, caffeic acid, p-coumaric acid,carnosic acid, kaempferol and mainly quercetin, contributed to the activity of EEO. EEO may represent a good prototype for the development of a new antiviral agent, presenting promising for combating arteriviruses infections.(AU)

O virus da arterite equine (EAV) é responsável por uma importante doença respiratória e reprodutiva na população de equinos e não há tratamento antiviral específico disponível. O objetivo desse estudo foi investigar a atividade de um extrato etanólico de Origanum vulgare (EEO) e dos compostos isolados ácido caféico, ácido p-cumarico, ácido rosmarínico, quercetina, luteolina, carnosol, ácido carnósico, campferol e apigenina contra o EAV. Os ensaios foram realizados com concentrações não citotóxicas. A atividade antiviral foi monitorada inicialmente por um ensaio de inibição de efeito citopático (CPE) em células RK13 na presença ou ausência do EEO. Células pré-incubadas com o EEO foram também examinadas para a presença de efeito profilático. Inativação direta do EAV pelo EEO e pelos compostos isolados foi avaliada mediante incubação a 37C ou 20C. Após o período de incubação, a infectividade foi imediatamente determinada por titulação viral em cultivo celular sendo expresso como dose infectiva a 50% (TCID50)/100 µL. Houve significativa atividade virucida do EEO e dos compostos ácido caféico, ácido p-cumarico, quercetina, ácido carnósico e campferol. Quando o EEO foi adicionado após a infecção, o EEO inibiu a replicação do vírus nas células infectadas, o que foi evidenciado pela redução significativa do título viral. Os resultados fornecem evidências de que o EEO possui efeito anti-EAV.Entre os principais compostos presentes avaliados, ácido caféico, ácido p-cumarico, ácido carnósico, campferol e, principalmente, quercetina, contribuíram para a atividade antiviral do extrato. O EEO pode representar um bom protótipo para o desenvolvimento de um novo agente antiviral, sendo promissor para combater infecções por arterivírus.(AU)

Anti-equine arteritis virus activity of ethanolic extract and compounds from Origanum vulgare / Atividade do extrato etanólico e compostos de Origanum vulgare contra o virus da arterite equina

The equine arteritis virus (EAV) is responsible by an important respiratory and reproductive disease in equine populations and there is no specific antiviral treatment available. The objective of this study was to investigate the activity of an ethanolic crude extract of Origanum vulgare (EEO) and of isolated compound caffeic acid, p-coumaric acid, rosmarinic acid, quercetin, luteolin, carnosol, carnosic acid, kaempferol and apigenin against EAV. The assays were performed using non-cytotoxic concentrations. The antiviral activity was monitored initially by cytopathic effect inhibition (CPE) assay in RK13 cells in the presence or absence of EEO. Pre-incubated cells with EEO were also examined to show prophylactic effect. Direct viral inactivation by EEO and isolated compounds was evaluated by incubation at 37C or 20C. After the incubation period, the infectivity was immediately determined by virus titrations on cell cultures and expressed as 50% tissue culture infective dose (TCID50)/100 µL. There was significant virucidal activity of EEO and of the compounds caffeic acid, p-coumaric acid, quercetin, carnosic acid and kaempferol. When EEO was added after infection, EEO inhibited the virus growth in infected cells, as evidenced by significant reduction of the viral titre. The results provide evidence that the EEO exhibit an inhibitory effect anti-EAV. Among the main compounds evaluated, caffeic acid, p-coumaric acid,carnosic acid, kaempferol and mainly quercetin, contributed to the activity of EEO. EEO may represent a good prototype for the development of a new antiviral agent, presenting promising for combating arteriviruses infections.

O virus da arterite equine (EAV) é responsável por uma importante doença respiratória e reprodutiva na população de equinos e não há tratamento antiviral específico disponível. O objetivo desse estudo foi investigar a atividade de um extrato etanólico de Origanum vulgare (EEO) e dos compostos isolados ácido caféico, ácido p-cumarico, ácido rosmarínico, quercetina, luteolina, carnosol, ácido carnósico, campferol e apigenina contra o EAV. Os ensaios foram realizados com concentrações não citotóxicas. A atividade antiviral foi monitorada inicialmente por um ensaio de inibição de efeito citopático (CPE) em células RK13 na presença ou ausência do EEO. Células pré-incubadas com o EEO foram também examinadas para a presença de efeito profilático. Inativação direta do EAV pelo EEO e pelos compostos isolados foi avaliada mediante incubação a 37C ou 20C. Após o período de incubação, a infectividade foi imediatamente determinada por titulação viral em cultivo celular sendo expresso como dose infectiva a 50% (TCID50)/100 µL. Houve significativa atividade virucida do EEO e dos compostos ácido caféico, ácido p-cumarico, quercetina, ácido carnósico e campferol. Quando o EEO foi adicionado após a infecção, o EEO inibiu a replicação do vírus nas células infectadas, o que foi evidenciado pela redução significativa do título viral. Os resultados fornecem evidências de que o EEO possui efeito anti-EAV.Entre os principais compostos presentes avaliados, ácido caféico, ácido p-cumarico, ácido carnósico, campferol e, principalmente, quercetina, contribuíram para a atividade antiviral do extrato. O EEO pode representar um bom protótipo para o desenvolvimento de um novo agente antiviral, sendo promissor para combater infecções por arterivírus.