本研究旨在通过虚拟筛选从金枪鱼蛋白中识别潜在的SARS-CoV-2抑制肽。 分子对接用于研究靶标（M^pro和ACE2）与肽之间的相互作用机制。 发现了潜在的抗病毒肽EEGGGATAAQIEM（E-M）。 分子对接结果分析表明E-M可以通过11个常规氢键， 9个碳氢键。结果表明该肽和M^pro的残基Thr190，Thr25，Thr26，Ala191，Leu50，Met165，Gln189，Glu166，His164，His41，Cys145，Gly143和Asn119相互作用。 其中肽E-M与M^pro残基Gly143和Gln189之间的氢键可能在抑制Mpro活性中起重要作用。 此外，E-M与ACE2的残基His34，Phe28，Thr27，Ala36，Asp355，Glu37，Gln24，Ser19，Tyr83和Tyr41有相互作用。氢键和静电相互作用可能在阻断受体ACE2与SARS-CoV-2的结合中起重要作用。

能量优化（Minimization）：BIOVIA Discovery Studio 中可基于CHARMm等一系列力场，以及包含GBSW等多种不同类型的隐式溶剂模型，对蛋白质、核酸、多糖、多肽、小分子以及相应的复合物进行能量优化。

DS CDOCKER是基于CHARMm的对接程序，采用soft-core potentials以及optional grid representation将配体分子与受体活性位点进行对接。

DS TOPKAT模块提供了化合物毒理性质预测工具。

ref：Food Chem. 2020,DOI: 10.1016/j.foodchem.2020.128366  IF=6.306

链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0308814620322287

2020年，新型冠状病毒席卷全球，为人类的身体健康造成巨大的威胁。在全世界科研工作者的共同努力下，得到了该病毒相关的一些细节，如病毒中的一种主要蛋白酶3CLpro与其抑制剂的复合物晶体结构被解析出来，因此抑制该酶活性可以阻断病毒复制。另有研究表明，病毒的S蛋白通过与人类血管紧张素转化酶ACE2结合，逐渐进入宿主细胞，因此如果阻断二者之间结合，可阻止病毒入侵。

目前还没有发现针对该病毒的具体的抗病毒药物。在抗病毒药物中，肽类分子具有较好的选择性和较低的副作用，目前已有多种抗病毒肽被批准用于治疗一些传染性疾病如HIV等。有研究表明金枪鱼蛋白衍生的肽具有抑制ACE的活性，可以作为ACE抑制剂，可能会阻止病毒入侵。在本研究中，我们通过虚拟水解金枪鱼蛋白得到一些肽，然后结合使用BIOVIA Discovery Studio 中CDOCKER和TOPKAT对金枪鱼蛋白衍生肽进行了虚拟筛选，并使用分子动力学对结果进行了优化和分析。计算结果表明肽E-M与3CLpro蛋白和ACE2都有很好的结合活性，具有潜在的抑制病毒活性和较好的安全性。

图1 预测的肽E-M与ACE2之间的结合模式

为什么选择Discovery Studio？

1. DS CDOCKER 首先采用高温动力学的方法随机搜索小分子构象，随后采用模拟退火的方法将各个构象在受体活性位点区域进行优化，从而使对接结果更加准确。

2. DS TOPKAT通过化合物的二维结构信息构建高质量的QSTR（定量结构-毒性关系）模型，并对各类有机化合物的诸如急性毒性、慢性毒性、诱变性、再生性等毒理性质进行预测，同时还可以考虑化合物对环境毒性的影响，大大节省实验的时间和投入。

3. BIOVIA Discovery Studio 中可基于CHARMm等一系列力场进行能量计算及能量优化；

4. BIOVIA Discovery Studio 应用广泛，操作简便，图形化界面十分友好，结果易于分析。