Investigation of interactions between drugs used for sedation, analgesia and anaesthesia with SARS-CoV-2, ACE-2 and SARS-CoV-2- ACE-2 Complex by molecular docking method
Evren Büyükfırat1, Mustafa Durgun2, Nuri Yorulmaz3, ismail koyuncu4, Mahmut Alp Karahan1, ATAMAN GONEL4, veli fahri pehlivan11Department Of Anaesthesiology And Reanimation, Faculty Of Medicine, Harran University, Şanlıurfa, Turkey2Department Of Organic Chemistry, Faculty Of Arts And Sciences, Harran University, Şanlıurfa, Turkey
3Department Of Physics, Faculty Of Arts And Sciences, Harran University, Şanlıurfa, Turkey
4Department Of Biochemistry, Faculty Of Medicine, Harran University, Şanlıurfa, Turkey
INTRODUCTION: To investigate the inhibitory effects of sedative, analgesic and anesthetic drugs on SARS-CoV-2, human angiotensin converting enzyme-2 (ACE-2) and SARS-CoV-2- ACE-2 Complex by molecular docking method and potential for use in Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) treatment.
METHODS: In this study, Molecular docking procedure was applied to investigate the molecular interaction between the drugs under clinical tests (Chloroquine, Hydroxychloroquine and Nelfinavir) and the most commonly drugs used for the sedation, analgesia and anaesthesia as inhibitors (Desflurane, Dexmedetomidine, Fentanyl, Ketamine, Midazolam, Propofol, Remifentanil and Sevoflurane) with the three different enzymes (6LU7, 1R4L, and 6LZG). Autodock 4.2, Lamarckian Genetic Algorithm was used to analyse the probability of molecular docking. The evaluation was based on the docking points calculated by Biovia Discovery Studio Visualizer 2020. As a result of molecular docking, interaction types such as hydrogen-electrostatic and van der Waals between enzymes and drugs were determined and the results were compared.
RESULTS: Among the drugs included in the study, fentanyl was bound with very low energy (-8.75 to - 7.64 kcal / mol) on SARS-CoV-2, ACE-2 and SARS-CoV-2- ACE-2 complex and has the potential to inhibit these proteins at low concentrations. After fentanyl, midazolam, ketamine, propofol and remifentanil have also been shown to have the potential to inhibit proteins, respectively. However, sevoflurane and desflurane were found to be ineffective.
DISCUSSION AND CONCLUSION: We think that Fentanyl can be preferred in sedation, analgesia and anaesthesia procedures to be applied in COVID-19 patients, and total intravenous anaesthesia can be preferred for general anaesthesia. However, experimental and clinical studies are required to use these substances in treatment.
Sedasyon, analjezi ve anestezi için kullanılan ilaçlar ile SARS-CoV-2, ACE-2 and SARS-CoV-2- ACE-2 kompleksi arasındaki etkileşimlerin moleküler Docking yöntemiyle incelenmesi
Evren Büyükfırat1, Mustafa Durgun2, Nuri Yorulmaz3, ismail koyuncu4, Mahmut Alp Karahan1, ATAMAN GONEL4, veli fahri pehlivan11Harran Üniversitesi Tıp Fakültesi, Anesteziyoloji Ve Reanimasyon Anabilim Dalı, Şanlıurfa2Harran Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi, Organik Kimya Anabilim Dalı, Şanlıurfa
3Harran Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü, Şanlıurfa
4Harran Üniversitesi Tıp Fakültesi, Biyokimya Anabilim Dalı, Şanlıurfa
GİRİŞ ve AMAÇ: Koronavirus Hastalığı 2019 (COVID-19) tedavisi için moleküler docking (kenetlenme) yöntemi ile sedatif, analjezik ve anestezik ilaçların SARS-CoV-2, insan anjiyotensin dönüştürücü enzim-2 (ACE-2) ve SARS-CoV-2- ACE-2 Kompleksi üzerindeki inhibitör etkilerinin ve kullanım potansiyelinin araştırılması.
YÖNTEM ve GEREÇLER: Bu çalışmada, COVID-19 tedavisi için klinik testlerde kullanılan ilaçlar (Klorokin, Hidroksiklorokin ve Nelfinavir) ve inhibitör olarak sedasyon, analjezi ve anestezi için en sık kullanılan ilaçlar (Desfluran, Deksmedetomidin, Fentanil, Ketamin, Midazolam, Propofol Remifentanil ve Sevoflurane) ile üç farklı enzim (6LU7, 1R4L ve 6LZG) arasında moleküler etkileşimi araştırmak için moleküler docking prosedürü uygulanmıştır. Autodock 4.2, Lamarckian Genetik Algoritması, moleküler etkileşim olasılığını analiz etmek için kullanılmıştır. Değerlendirme, Biovia Discovery Studio Visualizer 2020 programı ile yapılmıştır. Moleküler docking sonucunda enzim ile ilaçlar arasında hidrojen-elektrostatik ve van der Waals gibi etkileşim türleri ve şiddetleri tespit edilerek sonuçlar karşılaştırılmıştır.
BULGULAR: Çalışmaya dahil edilen ilaçlar arasında fentanil, SARS-CoV-2, ACE-2 ve SARS-CoV-2- ACE-2 Kompleksi üzerinde çok düşük enerjiyle (-8,75 ile - 7,64 kcal/mol) bağlandığı ve bu proteinleri düşük konsantrasyonlarda inhibe etme potansiyeline sahip olduğu görülmüştür. Fentanil'den sonra sırasıyla midazolam, ketamin, propofol ve remifentanil'in de proteinleri inhibe etme potansiyeline sahip olduğu görülmüştür. Ancak sevofluran ve desfluranın etkisiz olduğu görülmüştür.
TARTIŞMA ve SONUÇ: COVID-19 hastalarında uygulanacak sedasyon, analjezi ve anestezi işlemlerinde Fentanil'in tercih edilebileceğini ve genel anestezi için ise, total intravenöz anestezisinin tercih edilebileceğini düşünüyoruz. Bununla birlikte, bu maddeleri tedavide kullanmak için deneysel ve klinik çalışmalara ihtiyaç vardır.
Corresponding Author: Evren Büyükfırat, Türkiye
| TOOLS |
 Print Download citation RIS EndNote BibTex Medlars Procite Reference Manager Share with email Share Send email to author
Similar articles Google Scholar |