דו תחמוצת כלור בקוביד 19: השערה לגבי מנגנון הפעולה המולקולרי האפשרי ב- SARS-CoV-2
דו-חמצני כלור בקוביד 19:
השערה אודות המנגנון האפשרי של פעולה מולקולרית ב- SARS-CoV-2
הורד את המסמך המקורי כאן:
Insignares-Carrione, אדוארדו. MD * (1) מנהל מחקר עולמי של LVWWG Liechtensteiner Verein für Wissenschaft und Gesundheit, שוויץ-ליכטנשטיין, 2020. כתובת דוא"ל זו מוגנת מפני spambots. אתה צריך לאפשר Javascript בכדי לצפות בה.
כתובת דוא"ל זו מוגנת מפני spambots. אתה צריך לאפשר Javascript בכדי לצפות בה.
בולאנו גומז, בלנקה. דוקטור לרפואה (2) כתובת דוא"ל זו מוגנת מפני spambots. אתה צריך לאפשר Javascript בכדי לצפות בה.כתובת דוא"ל זו מוגנת מפני spambots. אתה צריך לאפשר Javascript בכדי לצפות בה.
קלקר, אנדראס לודוויג (3) חוקר SVNB Biphysic, מנכ"ל ליכטנשטיינר
Verein für die Wissenschaft und Gesundheit
כתובת דוא"ל זו מוגנת מפני spambots. אתה צריך לאפשר Javascript בכדי לצפות בה.
* מחבר תואם (1) (+34) 666667180
כתובת דוא"ל זו מוגנת מפני spambots. אתה צריך לאפשר Javascript בכדי לצפות בה.
כתובת דוא"ל זו מוגנת מפני spambots. אתה צריך לאפשר Javascript בכדי לצפות בה.
צִיטָטָה:
סימנים- Carrione E, Bolano Gomez B, Kalcker Andreas. (2020).
כתובת דוא"ל זו מוגנת מפני spambots. אתה צריך לאפשר Javascript בכדי לצפות בה.כתובת דוא"ל זו מוגנת מפני spambots. אתה צריך לאפשר Javascript בכדי לצפות בה.
זכויות יוצרים: כל הזכויות שמורות © 2020 Insignares - Carrione et al. זהו מאמר בגישה פתוחה המופץ בתנאי רישיון הייחוס של Creative Commons, המאפשר שימוש בלתי מוגבל, הפצה ורבייה בכל מדיה כלשהי, בתנאי שהמחבר והמקור המקוריים יזוכו. להגדרה על ידי העורך.
כֶּסֶף: עבודה זו נתמכה במשאבי החוקרים עצמם.
ניגוד עניינים: קלקר, אנדראס מכריז על אינטרס כספי אפשרי מכיוון שהוא ממציא הפטנט השוויצרי בהמתנה / 11136-CH. לשני המחברים האחרים אין אינטרסים כלכליים מתחרים. זה לא משנה את עמידתם של המחברים בכל המדיניות בנושא חילופי נתונים וחומרים.
מבוא
ClO2, מה שמכונה "ביוסיד אידיאלי", יכול להיות מיושם גם כוירוסידאלי אם מבינים כיצד הפתרון הורג נגיפים במהירות מבלי לגרום נזק לבני אדם או לבעלי חיים. מטרתנו הייתה למצוא את מנגנון הפעולה של סלקטיביות זו על ידי בחינת מנגנון התגובה שלה עם מבנה ה- סארס-CoV-2 הן תיאורטית והן ניסויית, על ידי הדמיית סיליקו.
שיטות
סקירות מקיפות על מחקרים קודמים אודות מנגנון הפעולה של ClO2 בנגיפים, במיוחד נגיפי sars-cov ו- influenza נערכו ברמת חומצת האמינו והמרכיב הפחמימה, במיוחד בשיא הנגיפי, ונתונים אלה הועברו לחומצות אמינו מבניות סארס-CoV-2 וירוסים, במיוחד אלה שנמצאים בעמדות קריטיות בשיעור של סארס-CoV-2. נתונים ראשוניים מהסימולציה ב- silico והנתונים הראשוניים מהניסויים הקליניים שלנו על השימוש ב- Cl02 בקוביד 19 שבעל פה, מאפשרים לנו לחשב באילו חומצות אמינו הוא פועל, לקבוע את אתרי הפעולה של ClO2 ולהעריך פעולות כגון virucida ב סארס-CoV-2, בהתבסס על משוואות תגובת דיפוזיה שהוכחו במחקרים קודמים. אנו משתמשים שחזורים תלת מימדיים שנעשו על ידי מחשב, שימוש בנתונים באמצעות מחקרים בקריומיקרוסקופיה אלקטרונית ועבודות קודמות המבוססות על תוכנת מציאות רבודה של ChimeraX (UCSF).
דיון.
קביעת המיקומים של חומצות האמינו המסוגלות להתחמצן על ידי כלורן דו-חמצני מאפשרת להקרין את מנגנון הפעולה האפשרי שלהן על נגיף ה- SARS-CoV-2. ציסטאין במיקומים Cys336-Cys361, Cys379-Cys432 ו- Cys391-Cys525 מייצב את חמשת גיליונות הבטא (β1, β2, β3, β4 ו- β7), ו- Cys480-Cys488 הוא המפתח באיחוד בין סמל ה- SARS-CoV-2
RBM והסליל הטרמינל N של hACE2. ברור שרק ברמה זו, החמצון של שאריות ציסטאין אלו יביא להשפעה מזערית על יריעות הבטא של הנגיף.
תוצאות
ההקרנה וההדמיה של חמצון כלור דו חמצני בחומצות האמינו המבניות של SARS-CoV-2 עליהן הוא מבצע פעולה זו, ליותר ממספרן (54 טירוזין, 12 טריפטופן, 40 שאריות ציסטאין, בנוסף לפרולין), מאפשרים מושג ברור מאוד על האתרים שבהם הדו-חמצני מפעיל פעולת דנטורציה על המבנה הנגיפי ועל ה- ACE2 האנושי. באמצעות ממצאי מהירות התגובה והפיזור של הדו-חמצני על חומצות אמינו אלו, ניתן להבין את המהירות הקיצונית בה הוא פועל, מה שיכול להסביר את הממצאים הראשונים של מחקרים תצפיתיים קליניים על השימוש בכלור דו-חמצני בקוביד 19 שביצעו המחברים ב- בוליביה תחת ציות קפדני לוועדת האתיקה.
מסקנה
בידיעה על הימצאות האתרים שבהם חומצות האמינו הרגישות לחמצון על ידי כלור דו-חמצני ממוקמות בחלבון הדוקרן של נגיף העטרה SARS-CoV-2, המכיל 54 טירוזין, 12 טריפטופן, 40 שאריות ציסטאין, בנוסף. של פרולין הקיים במבנה ה- ACE2 בקשר ל- RBD, מאפשר להקרין את פעולות הדו-חמצן על הדוקר הנגיפי.אנו מקווים לפרסם בקרוב ניסויים יישומיים קליניים של virucide מערכתי מבטיח זה.
מבוא:
קוביד 19 הוא מחלה זיהומית הנגרמת על ידי נגיף ה- SARS-CoV-2. זה התגלה לראשונה בעיר הסינית ווהאן (מחוז הוביי) בדצמבר 2019. תוך שלושה חודשים הוא התפשט כמעט לכל מדינות העולם, ולכן ארגון הבריאות העולמי הכריז עליו כמגפה. (ארגון הבריאות העולמי, 11 במרץ 2020).
אין טיפול ספציפי; הצעדים הטיפוליים העיקריים הם הקלה על הסימפטומים ושמירה על תפקודים חיוניים. מחקרים למציאת טיפול יעיל החלו מאז אומתה קנה המידה הפנדמי. הבעיה המרכזית היא שלא ידוע, אחד עשר חודשים לאחר הופעתה הרשמית, טיפול יעיל במחלה. בהיעדר טיפול יעיל, למדנו אפשרויות טיפוליות חדשות מתוך כוונה למצוא טיפול יעיל ובטוח עבור covid19.
בהתאם לאמור לעיל, מחקר זה עוסק בתוצאות עכשוויות ובמחקרים קודמים [1] הוספת הפעולה הטיפולית האפשרית של כלור דו חמצני כוירוסידלי בתמיסה מימית וללא נוכחות של נתרן כלוריט תוך שימוש במושגים של רפואה טרנסלציונית [2]. בידע על מבנה הנגיף ומנגנון הפעולה של כלור דו חמצני בנגיפים, להציע טיפול אפשרי לבחירה עבור covid19.
דו תחמוצת כלור
הפעולה של כלור דו חמצני ניתנת על ידי הסלקטיביות שלה ל- pH(3) ולפי האזור או הגודל שבו הוא מייצר את פעולתו. פירוש הדבר שמולקולה זו מתנתקת ומשחררת חמצן כאשר היא באה במגע עם חומצה אחרת. עם התגובה אטום הכלור שלו נקשר לנתרן במדיום והופך לנתרן כלורי (מלח נפוץ) המשחרר חמצן, המחמצן את פתוגני ה- pH החומציים הקיימים והופך אותם לתחמוצות אלקליין. לכן, כאשר כלור דו חמצני מתנתק, הוא משחרר חמצן לדם, כפי שעושים אריתרוציטים (כדוריות דם אדומות) באמצעות אותו עיקרון (המכונה אפקט בוהר), שהוא להיות סלקטיבי לחומציות.
כפי שקורה בדרך כלל בדם, כלור דו חמצני משחרר חמצן כאשר הוא נתקל באדמה חומצית, בין אם זו חומצת חלב או חומציות הפתוגן. ההשפעה הטיפולית האפשרית שלו נובעת, בין היתר, מהעובדה שהיא יוצרת סביבה אלקליין, במקביל שהיא מבטלת פתוגנים קטנים של חומצה, על ידי חמצון, עם עומס יתר אלקטרומגנטי שאי אפשר להתפזר על ידי אורגניזמים חד תאיים. זמן המוות בנגיף חייב להיות אנלוגי לזמן השהיה שנגרם על ידי התגובה הכימית, בגלל הזמנים הנדרשים למילוי כל הנפח. אנו יכולים לצפות כי בנגיף בקוטר 120 ננומטר, זמן ההרס יהיה קצר בהרבה בגלל הגורם הגיאומטרי שלו.
על פי מחקרים של זולטאן נוסיצ'יוס, כלורן דו חמצני הוא חומר מיקרוביאלי סלקטיבי בגודל שיכול להרוג במהירות אורגניזמים בגודל מיקרומטר, אך אינו יכול לגרום נזק ממשי לאורגניזמים גדולים בהרבה כמו בעלי חיים או בני אדם, מכיוון שהוא לא יכול לחדור עמוק לרקמות שלך.
ידוע כי רקמה רב-תאית היא בעלת היכולת הגבוהה ביותר להפיץ מטענים חשמליים ולכן אינה מושפעת באותה צורה מהמתחים של תהליך הפחתת החמצון (ORP) כמו במקרה של אורגניזמים חד-תאיים ולכן קיימים. הגנה גדולה יותר על תאים ביוכימית לפי גודל.
דו-חמצני של כלור, שהוא חומר החיטוי היעיל ביותר שאינו ציטוטוקסי הידוע לאחר האוזון, ומשמש כפתרון מימי יש אפשרויות עצומות לשימוש טיפולי מכיוון שהוא מסוגל לחדור ולסלק ביופילם (3), שאוזון אינו משיג. לַעֲשׂוֹת. היתרון הגדול בשימוש טיפולי אפשרי בכלור דו חמצני בזיהומים הוא חוסר האפשרות של עמידות חיידקית או נגיפית ל- ClO2 מכיוון שהוא פועל על ידי מנגנון החמצון ולא כמו כלור (Cl2) על ידי כלורציה (3)
אף על פי שהאוזון חזק יותר במונחים אנטיספטיים, פוטנציאל החמצון הגבוה שלו הוא 2,07 ומחצית החיים הקצרה שלו היא 15 דקות בלבד ב 25 ° C עם ערך pH של 7,0 הופכת אותו ליעיל פחות מ- ClO2 ליישומים טיפוליים. in vivo. כלורן דו חמצני הוא חמצון סלקטיבי של pH (-) וגודל, ובניגוד לחומרים אחרים הוא אינו מגיב עם מרבית מרכיבי הרקמה החיה (3). דו-חמצני של כלור מגיב במהירות עם פנולים וטיולים חיוניים לחיי החיידקים.
בפנולים המנגנון מורכב מהתקפה של טבעת הבנזן, ביטול ריח, טעם ותרכובות ביניים אחרות (4). כלורן דו חמצני הורג וירוסים ביעילות והוא יעיל עד פי 10 (5) מאשר נתרן היפוכלוריט (אקונומיקה או אקונומיקה). הוכח כי הוא יעיל מאוד נגד טפילים קטנים, פרוטוזואה (4).
נושא אחד שנסקר לאחרונה לאחרונה הוא תגובתיות של כלור דו חמצני עם חומצות אמינו. בבדיקות תגובתיות של כלור דו חמצני עם 21 חומצות אמינו, רק ציסטאין4, טריפטופן5, טירוזין6, פרולין והידרוקסי פרולין הגיבו ב- pH סביב 6. ציסטאין ומתיונין (4) הן שתי חומצות אמינו ארומטיות המכילות גופרית, טריפטופן וטירוזין ושני היונים האורגניים Fe2 + ו- Mn2 +. (3) ציסטאין, בשל השתייכותו לקבוצת התיולים, הוא חומצת אמינו בתגובה פי 50 יותר בכל מערכות המיקרוביאליות מאשר בארבע חומצות האמינו האחרות ולכן אי אפשר ליצור עמידות כנגד פחמן דו חמצני. כְּלוֹר.
ההשערה שאנו מציעים כאן היא שניתן להסביר את הגורם להשפעה האנטי-ויראלית של כלור דו-חמצני בשל פעולותיו על לפחות חמש חומצות אמינו המפורטות לעיל או על שאריות פפטיד.
דו-חמצני של כלור (ClO2) משמש מאז שנת 1944 לטיפול במי שתייה בשל כוחם הביוצידלי, כמו גם ברוב המים הבקבוקים המתאימים לצריכה בשל היעדר רעילותם כמעט בתמיסה מימית (3,4). בשימוש שיטתי בחיטוי ושימור שקיות עירוי דם (4). מכיוון שמדובר בחמצון סלקטיבי (3,4), אופן הפעולה שלו דומה מאוד לזה של הפגוציטוזיס, שם משתמשים בתהליך חמצון קל לחיסול כל סוגי הפתוגנים.
כלורן דו-חמצני (ClO2) הוא גז צהבהב שעד היום אינו חלק מהפרמקופואה המקובלת כתרופה למרות יעילותו המוכחת בדנטורציה של נגיפים, עם פטנטים מרובים לשימוש בטיפולים שונים כמו חיטוי או עיקור מרכיבי הדם (תאי הדם, חלבוני הדם וכו ') 4, הטיפול הפרנטרלי (דרך הווריד) בזיהומי HIV (4), או לטיפול במחלות ניווניות ניווניות כגון טרשת לרוחב amyotrophic (ALS), אלצהיימר (4 ) ופטנטים אחרים לשימושים כגון פטנטים לטיפול בסרטן על ידי אינדוקציה של אפופטוזיס (CN 103720709
א) טיפול בגידול (ארה"ב 10, 105, 389 B1) טיפול אנטי-ויראלי בסינוסיטיס (ארה"ב 2o16 / 0074432 A1), גירוי מערכת החיסון (ארה"ב 5,830,511), התחלת תאי גזע והתמיינות (WO2014082514A1), שיטת טיפול בנרתיק (ארה"ב 6280716B1), טיפול בעור נגד נגיפים וחיידקים (ארה"ב 4,737,307), שיטה לטיפול באמביאזיס בבני אדם (ארה"ב 4,296,102), טיפול בזיהומי שמרים (ארה"ב 2015/0320794 A1), טיפול בפצעים (ארה"ב 87.3106) , טיפול בחללי הפה (ארה"ב 100015251), (US4689215), נגד דלקות (US53841134), טיפולים נגד פטרת ציפורניים (ארה"ב 20100159031) ו פטנט שוויצרי תלוי ועומד / 11136-CH.(קלקר, א ').
בהתבסס על האמור לעיל, ניתן להקים שלוש הנחות:
דו-חמצני של כלור יכול להילחם בנגיפים בתהליך החמצון הסלקטיבי על ידי דנטורציה של חלבוני קפסיד וחמצון לאחר מכן של החומר הגנטי של הנגיף, מה שהופך אותו לנכה. מכיוון שאין התאמה אפשרית לתהליך החמצון, זה לא מאפשר לנגיף לפתח עמידות, מה שהופך כלור דו חמצני (ClO2) לטיפול מבטיח לכל תת-מין ויראלי.
ישנן עדויות מדעיות לפיהן כלור דו-חמצני יעיל כנגד וירוס הקורונה SARS-CoV (4) ו- SARS-CoV-2, כגון העבודה שבוצעה באוניברסיטת קוארטרו במקסיקו ופורסמה בנובמבר 2020 COVID-19, המכונה " הערכה in vivo של ההשפעה האנטי-ויראלית של ClO2 (כלור דו-חמצני) בעוברי עוף המחוסנת בווירוס קורונה עופות (IBV), שבה לטיפול ב- ClO2 הייתה השפעה ניכרת על זיהום IBV. כלומר, כותרות נגיפיות היו נמוכות פי 2,4 והתמותה חצויה בעוברים נגועים שטופלו ב- ClO2. הזיהום גרם לחריגות התפתחותיות ללא קשר לטיפול. נגעים אופייניים לזיהומי IBV נצפו בכל העוברים המחוסנים, אך החומרה נטתה להיות פחות משמעותית בעוברים שטופלו ב- ClO2. לא נמצאו עדויות מאקרו או מיקרוסקופיות לרעילות הנגרמת על ידי ClO2 במינונים שהשתמשו בהם. (חמישים).
רעילות: הבעיות הגדולות ביותר המתעוררות בתרופות או בחומרים שיכולים להיחשב ככאלה באופן כללי נובעות מרעילותן ותופעות הלוואי שלהן. קיימת רעילות עם כלור דו חמצני במקרה של שאיפה נשימתית, אך אין דיווחים על רעילות במינון המומלץ של 30 מ"ג או 30 עמודים לדקה בתמיסה מימית דרך הפה ואין מוות מוכח קלינית גם במינונים גבוהים בבליעה דרך הפה. המינון הקטלני (LD50, יחס רעילות חריף) נאמד בכ- 292 מ"ג לק"ג למשך 14 יום, כאשר המקבילה שלו למבוגר של 50 ק"ג תהיה 15.000 מ"ג הניתנת במשך שבועיים. המינונים הפה תת-רעילים בהם ניתן להשתמש הם כ 50 עמודים לדקה מומסים במאה מ"ל מים 100 פעמים ביום, שווה ערך ל -10 מ"ג. יתר על כן, כלורן דו חמצני, לאחר התנתקותו, מתפרק ליון כלור המתקשר באופן מיידי ליון הנתרן ויוצר מלח נפוץ NaCl וחמצן O500 בגוף האדם. לסיכום, כלור דו חמצני במינונים המומלצים ב- COVID2 של 19 מ"ג או 30 עמודים לדקה ליום אינם רעילים.
השפעות נגיפיות של כלור דו חמצני
דו-חמצני של כלור הוא חומר מיקרוביאלי יעיל ההורג חיידקים, נגיפים וכמה טפילים [9]. הפרופיל הקוטלי-חידלי הספקטרום הרחב שלו נגזר מפעולתו של תרכובת זו כמחמצן שאינו ציטוטוקסי.
נגיפים מורכבים בדרך כלל משכבה חיצונית או ממעטה חלבון העוטף חומצת גרעין, שיכולה להיות DNA או RNA. כאשר כלור דו חמצני בא במגע עם נגיף, משתחרר אטום חמצן בהתחלה תגובתי מאוד על נגיף היעד. חמצן זה נקשר לחומצות אמינו ספציפיות במעטפת החלבון של הנגיף, תוך דנטורציה של החלבונים והפיכת הנגיף ללא פעיל. יתר על כן, אטומי חמצן המתהווים נקשרים לגואנין, אחד מארבעת בסיסי חומצות הגרעין הנמצאים ב- RNA וב- DNA ויוצרים 8-אוקסוגואנין. חמצון זה של שאריות גואנין מונע שכפול של חומצות גרעין נגיפיות [10].
בספרות המדעית שפורסמה ישנם דיווחים כי כלור דו חמצני מנטרל מגוון רחב של נגיפים, כולל שפעת A [11], אדנווירוס אנושי [12], נגיף רוטה אנושי [13], echovirus [14], bacteriophage f2 [15] ו- poliovirus. [16].
נגיפי שפעת A הם נגיפי RNA חד-גדיליים כדוריים, בעלי תחושה שלילית, בעלי קרום ליפידים המכיל פסגות המורכבות מגליקופרוטאינים המכונים HA (המגלוטינין) ו- NA (נוירמינידאז). בתוך הנגיף יש שמונה גדילים בודדים של RNA [17]. מחקר פרה-קליני [11] מצא כי גז דו-חמצני כלורי יעיל במניעת זיהום בנגיף שפעת A הנגרם על ידי אירוסול. מחקר זה השתמש בריכוזים נמוכים של גז כלור דו חמצני (כלומר 0,03 עמודים לדקה) בכלוב עכברים. רמה זו נמוכה מרמת החשיפה ארוכת הטווח של OSHA (8 שעות) לגז כלור דו חמצני באוויר הסביבתי במקום עבודה אנושי, שהוא 0,1 עמודים לדקה [18]. גז כלור דו חמצני הפחית למעשה את מספר הנגיפים המדבקים בריאות העכברים והפחית באופן ניכר את התמותה. התמותה הייתה 70% (7/10) ביום 16 בקבוצה שלא טופלה עם כלור דו חמצני ו- 0% (0/10) בקבוצה שטופלה עם כלור דו חמצני. המחברים אישרו תוצאות אלו על ידי חזרה על הניסוי שלהם. ה
תוצאות המחקר החוזר היו 50% (5/10) תמותה בקבוצה שלא טופלה ו- 0% (0/10) בקבוצה שטופלה.
החוקרים הגיעו למסקנה כי ניתן להשתמש ברמות נמוכות של גז כלור דו חמצני (כלומר 0,03 עמודים לדקה), הנמצאות מתחת לרמת החשיפה המותרת במקומות עבודה אנושיים, בנוכחות בני אדם למניעת זיהום נגיף שפעת A ואולי נגיפים אחרים הקשורים לזיהומים בדרכי נשימה (עמ '65).הם הציעו כי "ניתן להשתמש בגז כלור דו חמצני במקומות כמו משרדים, תיאטראות, בתי מלון, בתי ספר ובנייני שדה תעופה מבלי לפנות אנשים, מבלי לשבש את הפעילות הרגילה שלהם."
המחברים הציעו כי השיטה שלהם "פותחת דרך חדשה למניעת שפעת מגפה" (עמ '65) לאחר ביצוע מחקר בבית ספר עם תוצאות חיוביות בנושא זה.
נמצא כי מידבקות הנגיף מופחתת במבחנה על ידי יישום של כלור דו חמצני, וריכוזים גבוהים יותר מייצרים ירידות גדולות אף יותר. עיכוב זה של זיהומיות היה מתואם עם שינויים בחלבונים נגיפיים. שינויים אלה נבעו משילוב אטומי חמצן בשאריות הטריפטופן וטירוזין הממוקמים בחלבוני HA ו- NA [11]. חלבונים אלה מנוטרים באמצעות תוספת אטומי חמצן, מה שמבטל את יכולתו של הנגיף להדביק תאים אחרים [19]. מחקר מאוחר יותר מצא כי השבתה של נגיף שפעת A נגרמת על ידי העברת שני אטומי חמצן מ כלור דו חמצני לשאריות טריפטופן ספציפיות (W2) בחלבון קצה ההמגלוטינין (HA).
אדנווירוסים הם נגיפים שאינם עטופים עם קפסיד איקוסדריאלי המכיל גנום DNA כפול גדילי. שבע קבוצות של אדנווירוסים אנושיים סווגו [21]. מחקר שנערך לאחרונה מצא כי כלור דו חמצני יכול לסייע בהפחתת רמות אדנווירוס במי השתייה [12]. מחקר זה בחן את ההשפעות של כלור דו חמצני ואור אולטרה סגול על רמות אדנווירוס במי השתייה בהולנד. החוקרים מצאו
כי יישום של כלורן דו חמצני בריכוזים נמוכים (0.05 - 0.1 עמודים לדקה) הפחית אדנווירוסים במי השתייה, ואילו חיטוי UV לא היה מספיק ללא חיטוי כלור דו חמצני.
Rotaviruses הם נגיפי RNA דו-גדילי המורכבים מ -11 מולקולות RNA חד-גדיליות ייחודיות המוקפות בקפסיד חלבון icosahedral תלת-שכבתי [22]. נגיפים אלה, שהם הגורם המוביל למחלות שלשול קשות בתינוקות וילדים צעירים ברחבי העולם [23], מושבתים על ידי כלור דו חמצני. למעשה, בריכוזי כלוריד דו-חמצני הנעים בין 0,05 ל -0,2 עמודים לדקה, הם מושבתים תוך 20 שניות במבחנה [24].
Bacteriophage f2 הוא נגיף RNA חד גדילי בעל תחושה חיובית המדביק חיידקי Escherichia coli. מחקר במבחנה מצא כי 0,6 מ"ג / ליטר של כלור דו חמצני במהירות (כלומר תוך 30 שניות) השבית את החיידק f2 והפריע ליכולתו להיקשר למארחו, E. coli [15]. הן השבתת הנגיף והן עיכוב יכולתו להיקשר למארחו עלו עם pH גבוה יותר ועם ריכוזים הולכים וגדלים של כלור דו חמצני. בנוסף, החוקרים מצאו כי כלור דו-חמצני מנטרל חלבוני קפסיד בנגיף על ידי תגובה עם שאריות טירוזין, טריפטופן וסיסטאין. חומצות אמינו אלו הושפלו כמעט לחלוטין תוך 2 דקות מחשיפה לדו-חמצני כלור.
פוליבירוס הוא נגיף RNA חיובי-חיובי וחוטיני [25]. רידנור ואינגרסון [26] מצאו כי כלור דו חמצני יכול להשבית את נגיף הפוליו במבחנה. מאוחר יותר, אלווארז ואובריאן [16] הרחיבו את העבודה על ידי כך שהראו כי טיפול ב- 1 עמודים לדקה של כלור דו חמצני במבחנה מביא להפרדת ה- RNA מהקפסיד ומייצר גם שינויים ב- RNA.
בנוסף למחקרים שהוזכרו לעיל, הסוכנות להגנת הסביבה האמריקאית (EPA), אשר ב -10 באפריל 2020 רשמה את דו תחמוצת הכלור כחומר חיטוי רשום ל- EPA כדי להרוג את נגיף ה- SARS-CoV-2. , מספק תמיכה נוספת
להשפעות ארסידואליות של כלור [27]. אתר EPA מציין כי מוצר זה מיועד לשימוש עילי ולא לשימוש אנושי.
מחקרים בבני אדם על ההשפעות של כלור דו חמצני על נגיף ה- SARS-CoV-2 טרם נערכו. נכון לעכשיו, שניים מהמחברים (Insignares ו- Bolano) עורכים את הניסוי הקליני הרב-מרכזי הראשון בעולם בנושא יעילותם של בני אדם כלור דו חמצני אוראלי בבני אדם בקוביד 19 (מזהה ClinicalTrials.gov: NCT04343742). מחקר במבחנה מצא כי כלור דו-חמצני מנטרל את נגיף ה- SARS-CoV הקשור גנטית [28]. נמצא כי ריכוז של 2,19 מ"ג / ליטר דו-חמצני כלור גורם לחיסול מוחלט של SARS-Co-V בשפכים. ענף בקבוצה שלנו נמצא בתהליך חקירה חוץ גופית של פעולת הכלור דו-חמצני ב- SARS-CoV-2 בהודו ויש לנו בתהליך פרסום דוח על הדמיית מנגנון הפעולה של כלור דו-חמצני. SARS-Co-V-2 בשיטת in silico, שבוצעה ביפן.
באקוודור (Aememi. כלור דו חמצני: טיפול יעיל לטיפול בקוביד 19; 51) נערך ניסוי ראשוני עם מתן דו-חמצני בכלור דרך הפה עם 104 חולים עם covid19 שהיו בעלי פרופילים משתנים מבחינת גיל, מין וחומרת המחלה, המיעוט אובחן בבדיקה והרוב על ידי סינון על פי תסמינים אופייניים. של המחלה. לכן הנתונים מנוהלו באמצעות סולם ניקוד סימפטומטולוגי, כאשר 10 הם התפיסה המקסימלית ו- 0 הם המינימום של התסמין: חום, צמרמורות, כאבי שרירים, שיעול יבש, כאבי ראש, כאבי גב, קשיי נשימה, הקאות, שִׁלשׁוּל. , כאב גרון, אובדן ריח, אובדן טעם, תיאבון ירוד.
הומלץ על כלור דו-חמצני בריכוז של 3000 עמודים לדקה במינון של עשרה סמ"ק מדולל בליטר מים אחד, הנלקח לאורך היום, מחולק ל -10 מנות יומיות, במינונים כל שעה וחצי למשך 20 יום.
התוצאות הופצו על פי הסימפטומים לאחר ימי הטיפול הראשון, השני, השלישי והרביעי. הם היו מפולחים בין גברים לנשים, וכן הוצגו תוצאות נפוצות.
הטבלאות הבאות מציגות את הסימפטומים, ובגרף הראשון והאחרון את ההתנהגות ביחס לסולם הסימפטומטולוגי בין היום הראשון לרביעי של צריכת כלור דו-חמצני דרך הפה.
טבלה 1: תוצאה של כלור דו חמצני ביום 1 לניהולו
טבלה 2: תוצאה של כלור דו חמצני ביום 4 לניהולו
ממחקר ראשוני זה ניתן להסיק את המסקנות הבאות: דו-חמצני של כלור אינו מזיק - אינו רעיל כלל - במינונים המומלצים והבלעים וכל התסמינים הראשוניים החלו לרדת מהיום הראשון לטיפול, והירידה ניכרת לחלוטין. ביום הרביעי. באופן ספציפי, הסימפטומים המעידים ביותר על זיהום מתמשך, כגון חום, צמרמורות, כאבי ראש, כאב גרון, חוסר תיאבון ואובדן חוש הטעם והריח, הצטמצמו באופן דרמטי. תסמינים אחרים, כגון כאבי שרירים ושיעול, נותרו שכיחים במקצת מכיוון שהם נוטים להישאר זמן רב יותר לאחר סיום המחלה.
חומרים ושיטות:
כדי לחפש את המידע המפנה המשמש במאמר זה, נבדקו מנועי החיפוש באינטרנט תוך שימוש בקריטריונים של MesH, בהתאם לאסטרטגיית החיפוש המצוינת בשורות הבאות בתקופות שבין ינואר לאפריל 2020, ומצאו את התוצאות הבאות: 1. PubMed (Medline): 4 הפניות, 2. LILACS: 18 הפניות, 3.
ספריית Cochrane: 56 אזכורים, 4. מדע: 1.168 אזכורים, 5. Scielo: 61 אזכורים, 6. MedScape: 19 אזכורים בסך הכל 1.326 פרסומים מדעיים שתוכנם היה על שימוש בכלור דו-חמצני ביישומים שונים ועל המנגנון. של פעולה של כלור דו חמצני על נגיפי sars-cov ו- sars-cov2.
לבסוף, סקרנו את הרישומים באתר www.clinicaltrials.gov ואת אלה של פלטפורמת הרישום הבינלאומית לניסויים קליניים ב- WHO (ICTRP) במטרה לזהות ניסויים קליניים מתמשכים או שלא פורסמו.
אסטרטגיית חיפוש:
"כלור דו חמצני" או "פרוטוקול כלור דו חמצני" או כלור דו חמצני ונגיף; כלורן דו חמצני Y SAR-COV-2; או "טיפול תרופתי ב- COVID-19" או "גליקופרוטאין ספייק, נגיף COVID-19" או "וירוס קורונה 2 בתסמונת נשימה חריפה חמורה" או "COVID-19" או "2019-
nCoV "O" SARS-CoV-2 "O" וירוס קורונה חדש 2019 "או" מחלת נגיף קורונה 2019 "O (דלקת ריאות).
מתוצאות החיפוש בחרנו את אלה שהתייחסו לפעולה נגדית של כלור דו חמצני על מיקרואורגניזמים שונים, בפרט על נגיפים, ובם, SARS-CoV-2 או SARS-CoV.
אנו סוקרים גם את המחקרים שבוצעו על פעולתו של כלור דו חמצני על חומצות אמינו, במיוחד אלה המהווים חלק מהכמוסות הנגיפיות. מהממצאים אנו מדגישים כי בשנת 1986, Noss et al. הוכיח שההשבתה של נגיף החיידק (בקטריופאג) f2 על ידי ClO2 [29] נבעה מתגובותיו עם חלבוני הקפסיד הנגיפי. בנוסף, הם גילו כי שלוש חומצות אמינו של החלבון הנגיפי [29], כלומר ציסטאין, טירוזין וטריפטופן, יכולות להגיב במהירות עם ClO2. בשנת 1987, טאן ואחרים בדקו את תגובתיות ClO2 ב 21 חומצות אמינו חופשיות [30]. ה- ClO2 הגיב עם שש חומצות אמינו בלבד שהומסו במאגר נתרן פוספט 0,1 M ב pH 6,0. התגובה עם ציסטאין, טריפטופן וטירוזין הייתה מהירה מכדי שהטכניקה שלו תאפשר.
התגובתיות של שלוש חומצות האמינו בעלות התגובה המהירה (ציסטאין [31], טירוזין [32] וטריפטופן [33) נחקרה במעבדה בין 2005 ל -2008, ומצאה כי ציסטאין היה בעל התגובה הגבוהה ביותר בקרב חומצות אמינו אלה.
בשנת 2007, אוגאטה [34] גילה כי הפעילות האנטי מיקרוביאלית של ClO2 מבוססת על דנטורציה של חלבונים מסוימים, אשר נובעת בעיקר משינוי חמצוני של שאריות הטריפטופן וטירוזין של שני החלבונים המודליים (אלבומין בסרום שור וגלוקוז - 6- פוספט דהידרוגנאז) המשמש בניסויים שלהם. בשנת 2012 היה זה אוגטה שהוכיח [35] כי פעולתו של נגיף השפעת על ידי ClO2 נגרמה על ידי חמצון של שאריות טריפטופן (W153) להמגלוטינין (חלבון מגובה הנגיף), ובכך דיכא את זה. יכולת להיקשר למקלטים ..
בהקשר זה, מעניין לציין כי חלבון הספייק של נגיף העטרה SARS_CoV-2 מכיל 54 שאריות טירוזין, 12 טריפטופן ו 40 ציסטאין [36].
אם אנו מניחים שבתמיסה מימית כל שאריות חומצות האמינו הללו מסוגלות להגיב עם ClO2 כמו גם עם חומצות אמינו חופשיות, ההפעלה של הנגיף יכולה להיות מהירה ביותר גם בתמיסה של 0,1 מ"ג / ליטר ClO2.
מצד שני, בחרנו את המאמרים המתארים את פעולתו של SARS-CoV-2 בתאים, באינטראקציה שלו עם ACE2 ובמיוחד חקרנו סרטוני מציאות רבודה או סרטוני סימולציה המבוססים על סיליקו לצורך ייצוג תלת מימדי של אתרים. פעולה כמו קטעי וידאו שבהם, בין היתר, מתבצע מניפולציה על חלבון ספיקולר וקולטן ACE2 (37) באמצעות תוכנת המציאות הרבודה ChimeraX (UCSF). (38), (39), (40), (41), (42), (43), (44).
באותו אופן סקרנו את מבנה ספייק הנגיף והתבססנו על מחקרים מ- דניאל וראפ וג'ייסון ס 'מקלן באוניברסיטת טקסס.
התמונה התלת מימדית של גליקופרוטאין S ספיקולרי של נגיף הבטקורון SARS-CoV-2 נצפתה באמצעות קריומיקרוסקופ אלקטרונים בזמן שיא. הודות לתמונה זו ברזולוציה של 3,5 Å, הוא אישר כי חלבון S זה משולב לחלבון hACE2 של תאים אנושיים בעלי זיקה גבוהה יותר מזו של נגיף העטרה SARS-CoV. חלבון S הוא המטרה של הנוגדנים המחסנים אותנו. מבנה התלת-ממד שלו מאפשר להבין מדוע נוגדנים חד-שבטיים שפורסמו כנגד SARS-CoV אינם יעילים כנגד SARS-CoV-3. זה ללא ספק יעזור להאיץ את התפתחות החיסונים והטיפולים נגד זיהום COVID-2. (ארבע חמש),
בסרטוני הדמיה ומציאות מדומה אלה נצפה כי חלבון S הוא טרימר המורכב משלושה פפטידים, כל אחד עם שתי יחידות משנה S1 ו- S2. יחידת המשנה S1 משמשת כציר עם שני קונפורמציות הנקראות "למטה" (RBD למטה) ו- "למעלה" (RBD למעלה). הדמיית קריומיקרוסקופיה אלקטרונית מראה שרק אחד מהפפטידים נמצא במצב "למעלה", בעוד ששני האחרים נמצאים במצב "למטה". הכריכה לקולטן התאי מתרחשת בתצורה "במעלה הזרם". לאחר הכריכה, נבקעים שלושת הפפטידים S חלבונים באתר S1 / S2; לאחר מכן מתרחש מחשוף שני בנקודת S2 ', ונפתח את פפטיד היתוך מפתח (FP) בצומת בין הממברנות.
דיון
החלבון הספיקולרי (S) הוא חלבון טרימרי מסוג טרנסממברני מסוג I שבין 1.160 ל-
1.400 חומצות אמינו, תלוי בסוג נגיף העטרה. חלבון זה יוצר את קורונה וירוס הקורונה; הוא מורכב משלושה פפטידים שחוזרים על עצמם והוא גליקוזילי מאוד, מה שמקל על קשירתו לחלבונים וסוכרים. כל פפטיד מורכב משני תחומים הנקראים S1 ו- S2. בנגיף בטא-קורונאוויר כמו SARS-CoV-2, מחשוף של יחידות המשנה S1 ו- S2 מתרחש במהלך היתוך בין הממברנות.
לתחום S1 שני תת-דומיינים, מסוף N (NTD), שמסתיים בחומצת אמינו שיש לה קבוצת אמינו חופשית (-NH2), ומסוף C אחר (CTD), שמסתיים בקבוצת קרבוקסיל ( -COOH); שניהם נקשרים לקולטן ACE2 של התא המארח, ואז הם תחומים המחייבים קולטן (RBD). תחום S2 הוא מסוג C- טרמינל והוא שמור מאוד בקרב כל הווירוסים, אשר נבדלים הרבה יותר ביחידת המשנה S1. תחום S2 מכיל שני אזורים, HR1 ו- HR2, בהם קבוצות של שבע חומצות אמינו (הנקראות הפטידים) חוזרות, בצורה abcdefg, המכילות שאריות הידרופוביות a ו- d המשתתפות באיחוי בין הממברנות. תחומי HR1 ו- HR2 הם מטרות טיפוליות, שכן ידועות תרופות המעכבות את פעולתן, מונעות או מעכבות היתוך.
הזיהום של תאי האפיתל של דרכי הנשימה מתוזמר על ידי חלבון S של הנגיף. בשלבים הכלליים של תהליך ההיתוך תחילה, תחום S1 מזהה וקושר לקולטן התא המארח. שנית, יש מחשוף ראשון בתחום S1 ו- S2, ומחשוף שני בנקודת S2 '; האחרון מאפשר להפעיל את פפטיד ההיתוך (FP) המחבר את קרומי המארח ואת הנגיף (שלב זה נקרא שלב הביניים של היתוך או שלב ביניים של היתוך). ושלישית, האזור שבין שיפוצים HR1 ו- HR2 (קיפולים) המוליד heptamer (6-HB) המצטרף לשתי הממברנות ומאפשר כניסת הנגיף. חלבון ה- S של הקורונווירוסים הוא המפתח בפיתוח חיסונים (אנטיגנים הגורמים לתגובה חיסונית לנוכחות תחום ה- S1) ולפיתוח אנטי-וירוסים (מעכבים חלק משלבי ההיתוך בין הממברנות, בדרך כלל תוקפים אזורים ספציפיים של תחום S2). הכרת המבנה התלת מימדי של חלבון S חיונית למאבק במגיפת COVID-19.
הרצף של חלבון SARS-CoV-2 S עולה בקנה אחד עם 98% עם החלבון S של נגיף הקורונה Bat-RaTG13, עם ההבדל הגדול שיש לו ארבע חומצות אמינו RRAR (ארגינין-ארגינין-אלנין-ארגינין) במקום רק אחת ארגינין (R). יתר על כן, הם נבדלים ב -29 שאריות, 17 מהן באזור ה- RBD. ההשוואה שנעשתה בין 61 הגנומים המלאים של SARS-CoV-2 הזמינים ב- GISAID (Global Initiative to Share All Influenza Data) מראה כי יש רק 9 חומצות אמינו שונות בין כולן; וכל הווריאציות הללו נמצאות במקומות מאוד משומרים, מה שנראה שלא משפיע על הקטלניות של נגיף העטרה.
ראשית, ניתן היה לאפיין את המבנה התלת-ממדי של גליקופרוטאין S ספיקולרי של נגיף ה Coronavs SARS-CoV-3 ותחום מחייב הקולטן RBD שלו. ואז זה של קולטן תאי המארח, האנזים הממיר אנגיוטנסין hACE2. השלב הבא של החוקרים היה לקבוע את מבנה מתחם ה- SARS-CoV-2 RBD / hACE2, שהושג באמצעות גבישי רנטגן, והגיע לרזולוציות של 2 Å ו- 2,45 Å. בין הממצאים נקבע כי שינויים מבניים עדינים מאוד מסבירים את מידת הזיהום והפתוגנזה הגבוהים יותר של SARS-CoV-2,68 (COVID-2) בהשוואה ל- SARS-CoV (SARS);
ממצאים אלה הם בעלי רלוונטיות רבה לפיתוח תרופות למאבק ב- COVID-
19. בסיליקו בוצעו שחזורים (תוך שימוש במודלים תיאורטיים המשתמשים במחשבים), אך התבוננות במבנה הקריסטלוגרפי בפועל על ידי עקיפה רנטגן היא חיונית. כפי שצוין בתחילת הדרך, הכותבים נמצאים בתהליך פרסום המחקר היפני ב- silico שערכו על מנגנון הפעולה של כלור דו חמצני על ספייק SARS-CoV-2 והמוגלובין.
הבעיה הראשונה המתעוררת בתהליך המחקר היא כיצד ליצור את קומפלקס ה- SARS-CoV-2 RBD / hACE2 עם יציבות מספקת לתצפיתו; ניסיון קודם בהיווצרות מתחם SARS-CoV RBD / hACE2 (שהוכח בשנת 2005) היה המפתח, בו משמש גשר מלח בין Arg426 של RBD ל- Glu329 של hACE2 לחיזוק קשירת המתחם. תצפית חשובה מאוד היא שציסטאין במיקומים Cys336-Cys361, Cys379-Cys432 ו- Cys391-Cys525 מייצב את חמשת גיליונות הבטא (β1, β2, β3, β4 ו- β7) ו- Cys480-
Cys488 הוא המפתח בצומת בין סמל RARS SB-CoV-2 לבין סליל מסוף ה- N של hACE2 (46), (47), (48).
כאשר הדמיית הפעולה של דו-חמצני על חומצות אמינו אלה ( Cys ), קל להבין את ההשפעה המופלאה והמיוחדת של דו-חמצני על נגיפים ובמיוחד על SARS-CoV-2.
הדימוי המתגלה הוא של השפעה הרסנית של הדו-חמצני על הנגיף, ומשפיל אותו ומנטרל אותו.
השוואה בין מתחמי SARS-CoV RBD / hACE2 ו- SARS-CoV-2 RBD / hACE2 מספקת תובנה מדוע COVID-19 מדבק יותר מ- SARS-CoV.
SARS-CoV-2 RBM יוצר ממשק צומת גדול יותר ובעל מגע רב יותר עם hACE2 מאשר SARS-CoV RBM; גשר המלח בין SARS-CoV RBD ל- hACE2 חלש יותר מאשר בין SARS-CoV-2 RBD ל- hACE2. מבנה הקריסטל של המתחם מכיל גם גלוקנים המצמידים לארבעת אתרי hACE2 ואתר ה- RBD. הגלוקן המצורף ל- Asn90 מ- hACE2 יוצר קשר מימן עם Arg408 בליבת RBD; אינטראקציה זו נשמרת בין SARS-CoV-2 ל- SARS-CoV.
ההבדלים המבניים בין ה- RBM של SARS-CoV-2 ו- SARSCoV הם עדינים, אך הם משפיעים על הקונפורמציות של הלולאות ברכסים המחייבים את הקולטן. בשני ה- RBM, אחד מקשרי הרכס מכיל קשר דו-גופרתי הקריטי למליטה. SARS-CoV ו- bat-CoV Rs3367 מכילים מוטיב עם שלוש שאריות של פרו-פרוכנף בלולאה האמורה; אך ב- SARS-CoV-2 ו- bat-CoV RaTG13 מראים מוטיב של ארבע שאריות Gly-Val / Gln-Glu / Thr-Gly; לכן, קונפורמציית הלולאה משתנה מכיוון שהגליצינים גמישים יותר. שינוי זה מעדיף את הכריכה של RBD / hACE2. יתר על כן, לרכס יש קונפורמציה קומפקטית יותר הודות לקשרי המימן Asn487 ו- Ala475 ב- SARS-CoV-2 RBM, מקרב את הלולאה המכילה Ala475 ל- HACE2.
המגע של סמל ה- SARS-CoV-2 RBM עם סליל ה- N-terminal של hACE2 גדול יותר מאשר עבור ה- SARS-CoV RBM. לדוגמא, השארית הטרמינל N Ser19 של hACE2 יוצרת קשר מימן חדש עם עמוד השדרה Ala475 של SARS-CoV-2 RBM, ו- Gln24 של סליל ה- N-terminal של hACE2 יוצר גם קשר חדש עם SARS-CoV. -2 RBM. בהשוואה ל- Leu472 מ- SARS-CoV RBM, Phe486 מ- SARS-CoV-2 RBM מצביע על כיוון אחר ויוצר אזור הידרופובי המערב Met82, Leu79 ו- טיר83 של hACE2.
השוואה עם SARS-CoV RBM מראה כי שינויים מבניים קטנים אלה של SARS-CoV-2 RBM נוחים יותר לכריכת hACE2. הם הבדלים עדינים, אך רלוונטיים מאוד מבחינה פונקציונאלית. נחשפו שני אתרי קשירה קריטיים (נקודות חמות הקשורות לנגיף), הנקודה החריפה -31 בגשר המלח Lys31 ו- Glu35, והנקודה החמה 353 בגשר מלח אחר בין Lys353 ל- Asp38. שני גשרי המלח הללו חלשים, בגלל המרחק הרב באינטראקציה, אך סגורים בסביבה הידרופובית, המפחיתה את הקבוע הדיאלקטרי האפקטיבי, אנרגיית הקישור שלהם גבוהה יותר.
איור 2 מבנה תלת מימדי של SARS-CoV-2 Mpro בשתי תצוגות שונות.
לינלין ג'אנג ואח '. מדע 2020; 368: 409-412
זכויות יוצרים © 2020 המחברים, שמורות על זכויות מסוימות; בעל רישיון בלעדי האגודה האמריקאית לקידום המדע. אין תביעה לעבודות ממשלתיות אמריקאיות מקוריות.
מופץ תחת רישיון Creative Commons ייחוס לא מסחרי 4.0 (CC BY-NC).
כדי לאשר מסקנות מבניות אלה, נערכו מחקרים ביוכימיים על זיקה של קשירת RBD / hACE2 לאחר הצגת מוטציות מסוימות ב- SARS-CoV-2 RBD. מוטציות אלו מצביעות על כך שוירוס הכורמון העטלף RaTG13 עלול להדביק בני אדם (תומך במקור הזואונוטי של המגיפה). בנוסף, RBMs של SARS-CoV-2 ו- bat-COV RaTG13 מכילים מוטיב דומה של ארבעה שאריות ברכס המחייב ACE2, התומך בכך שאחד התפתח מהשני. בנוסף, כדי לשפר את ההכרה ב- hACE2, SARS-CoV-2 מציג שני שינויים בשאריות L486F ו- Y493Q של RaTG13, שנראה כי הם מקלים על העברת SARS-CoV-2 מבת לבני אדם. לכן, לא יכול להיות מארח ביניים בין עטלף לאדם ב- COVID-19, בניגוד למה שקרה עם SARS ו- MERS. כמובן, לעת עתה אי אפשר לשלול קיומו של מתווך, שיכול בהחלט להיות פנגולין או חיית בר אחרת הנמכרת בשוק ווהאן; במקרה של הפנגולין, יש צורך ברצף יותר גנומים של נגיף הנגינה הקורונאלית כדי להבהיר את הנושא, אך עד כה הוכח דמיון גנומי של יותר מ 99% ביניהם. (49)
תוצאות ומסקנות:
הספייק של SAR-CoV-2 הוא בעל גליקוזילציה חזקה, וגליקוזילציה מאמינה כי היא ממלאת תפקיד חשוב בזיהוי הנגיף כנגד מערכת החיסון שלנו. קטע של סלילי אלפא עובר לאורך חלבון הדוקרן. על פי רוב, יריעות בטא מרוכזות בקצה זה, שם חלבון הדוקרן מתמזג עם תא כדי להדביק אותו. הדבר המעניין הוא שהסלילים מורכבים מחומצות אמינו הרגישות לפעולה של כלור דו חמצני (ב ציסטאין).
חלבון הדוקרן מורכב למעשה משלוש שרשראות משתלבות שיש להן רצפי חומצות אמינו זהות, כל אחת מהשרשראות הללו נקראת פרוטומר. עם זאת, לפרוטומרים אין קונפורמציות תלת מימד זהות.
אנו יכולים לראות את ההבדל בקונפורמציה בפרוטומרים על ידי בחינת קטע של חלבון הדוקרן הקריטי למחזור החיים של הנגיף, התחום המחייב קולטן או RBD. RBD הוא המקום בו הנגיף נקשר לאנזים על פני תאי המארח, ומאפשר לו להתמזג עם התא ולהעביר אליו חומר גנטי ויראלי. שניים מ- RBD אלה נמצאים בקונפורמציה נמוכה יותר במבנה. עם זאת, אחד מאותם RBDs מתהפך. קונפורמציה "כלפי מעלה" זו אנרגיה גבוהה יותר, מוכנה להיקשר לקולטן התא ולהוביל להתמזגות. הוא האמין שכאשר חלבון הספייק נקשר, כל אחד מ- RBDs אלה משתנה לקונפורמציה פחות יציבה זו.
האנזימים שלנו, אלה המפרקים קשרים פפטידיים הנקראים פרוטאזות, יכולים לחתוך את חלבון הספייק באתרים ספציפיים ושינויים קונפורמציים באיחוי חלבון הספייק מתרחשים. RBD קשור ל- ACE2, שהוא הקולטן שעל פני התא שלנו וירוס הקורונה נקשר כדי לגרום להתמזגות. מבנים אלה גם הם גליקוזיליים חזק. אם אנו מסתירים את הסוכרים כדי ליצור מודל להבנת האינטראקציה RBD-ACE2, ושם שם כלור דו-חמצני הפועל על חומצות האמינו, נוכל להתמקד בכמה מהאינטראקציות החלשות המחזיקות RBD ו- ACE2 יחד.
לדוגמא, יש לנו רשת ענפה של קשרי מימן בממשק RBD-ACE2 הפולש לשני שאריות טירוזין ( Tyr-489 ו- Tyr-83 ). שרשרת צד טירוזין זו קשורה גם למימן הקרבוניל של שרשרת הצד האספרגין (Asn-487), אשר בתורו נקשר דרך אטום המימן NH שלו לגלוטמין קרבוניל ב- ACE2 (gln- 24). כלור דו חמצני שאנו מניחים, מחמצן שאריות אלה Tyr-489 ו- Tyr-83, בין היתר, איתו מנותק ממשק RBD-ACE2 והוירוס כבר לא יכול להיקשר או שהקשר מתחמצן. בנוסף, הדו-חמצני גם מחמצן את הפרולין הקיים ב- ACE2 אשר משלים את החמצון והעיוות של ACE2.
נע לאורך סליל האלפא של ACE2, יש לנו את שרשרת הצד הגלוטמט המופחתת ב- pH של 7,4, ושאריות ליזין הנושאות מטען חיובי באותו pH.
אם הווירוס מתמזג, חומר גנטי ויראלי משתחרר לתא. במקרה של קורונווירוסים, פיסת ה- RNA הזו עוברת לריבוזומים של התא שלנו ומעבירה אותו ליצירת חלבונים נגיפיים משלה. דבר מעניין הוא כי ה- RNA הנגיפי הזה מסוגל לשנות את המסגרת בת שלוש האותיות של בסיסי ה- RNA הנקראת על ידי הריבוזום; זה בעצם משכפל את רצף הפפטיד שניתן להכין מהעתק נגיפי באמצעות הריבוזומים שלנו את החלבונים שהנגיף זקוק להם כדי להרכיב עותקים נוספים של עצמו, שבסופו של דבר ישוחררו מהתא וידביקו אחרים. יש חלבון חשוב המועבר בתהליך זה, והוא הפרוטאז העיקרי החותך את שרשרת הפוליפפטידים הנגיפיים בחלבונים הפונקציונליים הדרושים להרכבת נגיפים חדשים. זו מטרה טיפולית נוספת, אם אדם כבר נדבק בנגיף, מכיוון שניתן לתת תרופה הנקשרת לפרוטאז ומונעת ממנו ליצור חלבונים נגיפיים בוגרים, כך שניתן יהיה להאט שכפול ויראלי.
פרוטאז SAR-CoV-2 העיקרי הזה הוא דימר המורכב משתי שרשראות חלבון זהות, ועליו להתמוג כדי להפוך לפרוטאז פונקציונלי. יש הרבה אינטראקציות בין חומצות אמיניות בממשק הדימר, אך החוקרים שפרסמו מבנה גביש זה מציעים כי אינטראקציות יוניות בין שרשרת הצד של שאריות ארגינין זו.
והדימריזציה של כונן הגלוטמט הזה. אינטראקציה זו קיימת משני צידי הדימר. במעבר לעבר האתר הפעיל, השאריות החשובות מורכבות משרשרת ציסטאין (Cys-145) והיסטידין (His-41).
אנזים זה הוא פרוטאז ציסטאין, ולכן הוא משתמש בציסטאין נוקלאופילי כדי לתקוף את הקשר האמידי של פפטיד. במנגנון, חנקן ההיסטידין תופס את הפרוטון של שרשרת הצד הציסטאין ומאפשר לו לתקוף את הקשר לפפטיד.
קשר הפפטיד נשבר ואז מולקולת מים יכולה להיכנס, ומשחררת ציסטאין כך שהפרוטאז יכול לשבור שרשרת פוליפפטיד נוספת. אנזימים המכילים שאריות קטליטיות נוקלאופיליות הם מטרות מצוינות לעיכוב בלתי הפיך. מכיוון שהם מכילים שרשרת צדדית של חומצות אמינו נוקלאופיליות - ציסטאין במקרה זה - ניתן לתכנן מעכבים הנקשרים לאנזים עם קשר קוולנטי קבוע. כאן פועל גם כלור דו חמצני ומחמצן ציסטאין ולכן מנגנון זה נחסם על ידיו. בניגוד למעכבים הפיכים שיכולים לנוע באתר פעיל ומחוצה לו, מעכבים בלתי הפיכים הללו - המכונים גם מעכבי התאבדות - מפעילים את החלבון באופן קבוע ומונעים ממנו לעשות את תפקידו וליצור חלבונים נגיפיים נוספים. חוקרים אלה תכננו בעבר מעכבים לפרוטאזות אחרות של נגיף כורון. הם הצליחו לקשור אחד מהמעכבים הללו לאתר הפעיל של פרוטאז SARS-CoV-2. סרין מעורב בבירור בקשר קוולנטי עם הקטון של המעכב. כעת, זו תגובה הפיכה, ולכן היא אינה מעכבת התאבדות בפני עצמה, כאשר נוכחות הציסטאין קשורה קוולנטית באתר פעיל זה. כאן, קרבוניל זה של המעכב יוצר קשרי מימן עם שלוש קבוצות NH על החלבון. היסטידין קטליטי פרוטאז מעורב גם בקשר מימן. טבעת זו מעורבת ברשת קשירת מימן ענפה הכוללת גם את האטומים בעמוד השדרה של המבנה וגם את שרשראות הצד. ידיעת המגעים שמעכב יוצר עם אנזים מאפשרת לכימאים וביולוגים לשקול את האינטראקציות ולתכנן מעכבים טובים עוד יותר. מעבר לעיכוב אנזימטי, שתהיה אסטרטגיה יעילה לשליטה בנגיף, הופעתו של כלור דו חמצני כחומר אינו מעכב אלא כי
הוא "מתמוסס" באמצעות חמצון את מבני המפתח של הנגיף, מאפשר פעולה עם דיוק "כירורגי" כמעט מולקולרי, ולכן יעיל הרבה יותר כמנגנון בקרה לזיהום נגיפי.
לסיכום, הכרת המיקום של האתרים שבהם נמצאים חומצות האמינו הרגישות לחמצון על ידי כלור דו-חמצני, והדגישו כי חלבון הדוקרן של נגיף העטרה SARS-CoV-2 מכיל 54 טירוזין, 12 טריפטופן, 40 שאריות של ציסטאין, בנוסף לפרולין, המצוי בתורו במבנה ACE2 בקשר ל- RBD, מאפשר להקרין את פעולות הדו-חמצני על הספייק הנגיפי. הדוגמה הפדגוגית הטובה ביותר היא שהספייק הוא המפתח וה- ACE2 הוא הנעילה. העיוות של המפתח על ידי חמצון הדו-חמצני בחומצות האמינו ציסטאין, טירוזין, טריפטופן ופרולין, של שרשראות הסליל ושל חמצון המנעול (ACE2) מונע לא רק את האיחוד, אלא גם ממיס את האיחוד הקיים בין הספייק. (RBD) ו- ACE, במהירות רבה, מה שנראה כמסביר את מהירות הפעולה הקלינית של השימוש בכלור דו חמצני בחולים עם COVID19.
הכרה:
אנו רוצים להביע את תודתנו על שיתוף הפעולה שלכם ותרומתכם לרופא
מיטשל ב 'ליסטר, MD (3)
בית הספר לרפואה של אוניברסיטת קולורדו, סניף קולורדו ספרינגס
אנדרטה, CO 80132
כתובת דוא"ל זו מוגנת מפני spambots. אתה צריך לאפשר Javascript בכדי לצפות בה.
488-0024 (משרד) (719) 338-5719 (cel)
הפניות:
[1] Guo YR, Cao QD, Hong ZS et al. מקור, העברה וטיפולים קליניים בהתפרצות מחלת קורונאוויר 2019 (COVID-19): עדכון מצב. מיל מד רז 2020; 7 (11): 1-10.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7068984/.
2. Oyarzún Gómez, Manuel Dr., רפואה מתורגמת: גשר כסף בין מדעי היסוד לרפואה קלינית. הכומר צ'יל. נשמתי. כרך 33 מספר 2 סנטיאגו יוני. 2017.
3.https://www.lenntech.es/procesos/desinfeccion/quimica/desinfectantes-diocopio-de-cloro.htm
4-4Ison A, Odeh IN, Margerum DW (2006) קינטיקה ומנגנונים של חמצון של כלור דו חמצני וסיסטאין כלוריט וגלוטתיון. אינורג כים 45: 8768-8775. דוי: 10.1021 / ic0609554. PubMed: 17029389.
Stewart DJ, Napolitano MJ, Bakhmutova-Albert EV, Margerum DW (2008) קינטיקה ומנגנוני חמצון של טריפטופן עם כלור דו חמצני. אינורג כים 47: 1639-1647. doi: 10.1021 / ic701761p.PubMed: 18254588.)
Napolitano MJ, BJ Green, Nicoson JS, Margerum DW (2005) חמצון של טירוזין, N-acetyltyrosine ו- Dopa עם כלור דו חמצני. Chem Res Toxicol 18: 501-508. doi: 10.1021 / tx049697i. PubMed: 15777090).
Tan, HK, Wheeler, WB, Wei, CI, תגובה של כלור דו חמצני עם חומצות אמינו ופפטידים, מחקר מוטציה, 188: 259-266, 1987.
8-Loginova IV, Rubtsova SA, Kuchin AV (2008) חמצון כלור דו חמצני של נגזרות מתיונין וציסטאין לסולפוקסיד. כים NatCompd 44: 752-754. doi: 10.1007 / s10600-009- 9182.
9 Grey, Nicholas F. Chlorine Dioxide (פרק 32) במיקרוביולוגיה של מחלות מים (מהדורה שניה). 2. לונדון: אלסבייה.
RO צעיר. דו-חמצני כלור (ClO2) כסוכן מיקרוביאלי לא רעיל לנגיפים, חיידקים ושמרים (קנדידה אלביקנס). חיסון נגד J חיסונים 2016; 2 (6): 00052.
Ogata N, Shibata T. אפקט מגן של גז דו-חמצני כלור בריכוז נמוך כנגד זיהום בנגיף שפעת A. J Gen Virol 2008; 89 (1): 60-67. (40)
[12] Schijven J, Teunis P, Suylen T, Ketelaars H, Hornstra L, Rutjes S. QMRA של אדנווירוס במי שתייה במפעל לטיפול במי שתייה באמצעות חיטוי UV וכלור דו חמצני. מחקר מים. 2019; 158: 34-45.
[13] הרקה מ ', באטלר מ. השבתת נגיף הרוטה האנושי, SA11, וירוסי אנטריק אחרים בשפכים על ידי חומרי חיטוי. Epidemiol Infect 1984; 93 (1): 157-63.
[14] Zhong Q, Carratalà A, Ossola R, Bachmann V, Kohn T. עמידות צולבת של אקו-וירוס 11 עמיד בפני קרני UV או דו-חמצני כלור בפני חומרי חיטוי אחרים. מיקרוביולוגיה חזיתית 2017; 8: 1928.
[15] Noss CI, Hauchman FS, Olivieri VP. תגובת כלור דו חמצני עם חלבונים. מים רז 1986; 20 (3): 351-6.
[16] Álvarez ME, O'Brien RT. מנגנונים של הפעלת פוליו-וירוס על ידי כלור דו חמצני ויוד. Apl. לִמְלוֹך. מיקרוביול 1982; 44 (5): 1064-71.
[17] Tankeshwar A. שפעת (נגיף שפעת): מבוא, סיווג ומבנה.https://microbeonline.com/influenza-flu-virus-structure-classification/. 19 באפריל 2020;
אוחזר ב- 4 באפריל 2020.
[18] משרד העבודה בארה"ב, מינהל הבטיחות והבריאות בעבודה. דו תחמוצת כלור.https://www.osha.gov/dts/sltc/methods/inorganic/id202/id202bkr.html התייעץ ב -19
אפריל 2020.
[19] Ogata N. דנטורציה של חלבונים על ידי דו-חמצני כלור: שינוי חמצוני של שאריות טריפטופן וטירוזין. ביוכם 2007; 46 (16): 4898-911.
[20] Ogata N. השבתה של נגיף השפעת המוגלוטינין על ידי כלור דו חמצני: חמצון של שאריות הטריפטופן 153 המשומרות באתר קשירת הקולטן. J Gen Virol 2012; 93 (12): 2558-63.
[21] Nemerow GR, Stewart PL, Reddy VS. מבנה הווירוס האנושי. Curr Opin Virol 2012; 2 (2): 115-21.
[22] פסבנטו JB, קרופורד SE, ח"כ אסטס, Prasad BV. חלבוני רוטאווירוס: מבנה והרכבה. בווירוס מחדש: כניסה, הרכבה ומורפוגנזה 2006 (עמ '189-219). ספרינגר, ברלין, היידלברג.
[23] Dennehy PH. זיהום בווירוס רוטה: מחלה של פעם? Infect Dis Clin 2015; 29 (4): 617-35.
[24) חן YS, ווהן JM. הפעלת כלור דו חמצני של רוטווירוסים אנושיים וסימיאן. Appl Environ Microbiol 1990; 56 (5): 1363-6.
[25] Hogle JM. כניסה לתאי פוליו-וירוס: נושאים מבניים נפוצים במסלולי כניסה לתאים נגיפיים. Annu Rev Microbiol 2002; 56 (1): 677-702. (54)
[26] Ridenour GM, Ingols RS. השבתה של נגיף הפוליו על ידי כלור "חופשי". Am J בריאות אומות הבריאות 1946; 36 (6): 639-44.
[27] הסוכנות להגנת הסביבה של ארצות הברית. רשימה N: חומרי חיטוי לשימוש נגד SARS-CoV-2.https://www.epa.gov/pesticide-registration/list-n-disinfectants-use-
נגד-סארס-קוב-216 באפריל 2020; אוחזר ב -19 באפריל 2020.
[28] וואנג XW, Li JS, Jin M et al. חקר העמידות של נגיף העטרה החריף הקשה הקשור לתסמונת הנשימה. J שיטות וירול 2005; 126 (1-2): 171-7.
(29). Noss CI, Hauchman FS, Olivieri VP. תגובת כלור דו חמצני עם חלבונים. שנת מים 1986; 20 (3): 351–6,https://doi.org/10.1016/0043-1354(86)90083-7.
(30). Tan H, Wheeler BW, Wei C. תגובה של כלור דו חמצני עם חומצות אמינו ופפטידים: מחקרים קינטיים ומוטגניים. Mutat Res 1987; 188 (4): 259–66, https:
//doi.org/10.1016/0165-1218 (87) 90002-4.
(31). Ison A, Odeh IN, Margerum DW. קינטיקה ומנגנוני חמצון של כלור דו חמצני, ציסטאין כלוריט וגלוטתיון. Inorg Chem 2006; 45: 8768–75,https://doi.org/10.1021/ic0609554.
(32). נפוליטאנו MJ, גרין בי ג'יי, ניקוסון JS, מרגרום DW. חמצון כלור דו חמצני של טירוזין, N-acetyltyrosine ו- Dopa. Chem Res Toxicol 2005; 18: 501–8,https://doi.org/10.1021/tx049697i
(33). סטיוארט DJ, Napolitano MJ, Bakhmutova-Albert EV, Margerum DW. קינטיקה ומנגנונים של חמצון כלור דו חמצני של טריפטופן. Inorg Chem 2008; 47: 1639–47,https://doi.org/10.1021/ic701761p.
(34. 2007). Ogata N. דנטורציה של חלבונים על ידי דו-חמצני כלור: שינוי חמצוני של שאריות טריפטופן וטירוזין. ביוכימיה 46; 4898: 911–10.1021, https://doi.org/061827/biXNUMXu.
(35). Ogata N. השבתה של נגיף שפעת המוגלוטינין על ידי כלור דו חמצני: חמצון של שאריות הטריפטופן 153 המשומרות באתר קשירת הקולטן. J Gen Virol 2012; 93: 2558–63, https://doi.org/10.1099/vir.0.044263-0.
(36). Tao Y, Queen K, Paden CR, Zhang J, Li Y, Uehara A, et al. תסמונת נשימה חריפה חמורה של קורונה
_rank51 & RID5304U21XH016.
טום גודארד, "איך קורונווירוסים נכנסים לתאים", YouTube, 03 בפברואר 2020, בהתבסס על מאמר Wenfei Song, Miao Gui, Ye Xiang, "Cryo-EM Structure of SARS Coronavirus Peak Glycoprotein in Complex עם תא הקולטן המארח שלו
ACE2, »PLoS פתוגנים, 14: e1007236 (13 באוגוסט 2018), doi: https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1007236.), בין היתר .
חוויאר א. ג'יימס, ניקול מ 'אנדרה, גארי ר. וויטאקר, «דוגמנות מבנית של חלבון הדוקרן קורון-וירוס (nCoV) מגלה 2019 לולאת הפעלה רגישה פרוטאוליטית כתכונה ייחודית בהשוואה ל- SARS-CoV ו- SARS קשורים - כגון קורונווירוסים, »bioRxiv preprint 942185 (18 בפברואר 2020), doi: https://doi.org/10.1101/2020.02.10.942185 ,
אלבה גריפוני, ג'ון סידני, אלסנדרו סטה, "יעדי המועמדים לתגובת חיסון חדשה של קורונאווירוס החדש (nCoV): חיזויים המבוססים על רצף הומולוגיה וביואינפורמטיקה", הדפסה מוקדמת של bioRxiv 2019 (946087 בפברואר 20), דוי: https://doi.org/10.1101/2020.02.12.946087
Chunyun Sun, Long Chen, Liangzhi Xie, "SARS-CoV-2 ו- SARS-CoV Spike-RBD השוואה בין מבנה וקושרת קולטן והשלכות אפשריות בפיתוח נוגדנים וחיסונים מנטרלים", bioRxiv 951723 (20 בפברואר, 2020), דוי: https://doi.org/10.1101/2020.02.16.951723
Renhong Yan, Yuanyuan Zhang, Qiang Zhou, "בסיס מבני להכרה של 2019-nCoV על ידי ACE2 אנושי", bioRxiv preprint 956946 (20 בפברואר 2020), doi: https://doi.org/10.1101/2020.02.19.956946
Jun Lan, Jiwan Ge, Xinquan Wang, "2019-nCoV ספייק קולטן מחייב מבנה גבישים קשור לקולטן ACE2", הדפסה מוקדמת של bioRxiv 956235 (20 בפברואר 2020), doi: https://doi.org/10.1101/2020.02.19.956235
לינלין ג'אנג, דייזונג לין, רולף הילגנפלד, "מבנה רנטגן של הפרוטאז העיקרי של הווירון הקורוני SARS-CoV-2 מאפשר תכנון מעכבי α-ketoamide", הדפסה מוקדמת של bioRxiv 952879 (20 בפברואר 2020), doi: https://doi.org/10.1101/2020.02.17.952879
אלכסנדרה סי וולס, פארק יאנג-ג'ון, דיוויד ויזלר, "מבנה, תפקוד ואנטיגניות של גלוקופרוטאין SARS-CoV-2", הדפסה מוקדמת של bioRxiv 956581 (20 בפברואר 2020), דוי: https://doi.org/10.1101/2020.02.19.956581
דניאל וראפאונו,*, ניאנשואנג וואנגאונו,*, Kizzmekia S. Corbettדוס, ג'ייסון ס 'מקלןאונו,†
מבנה Cryo-EM של שיא 2019-nCoV בקונפורמציה הקדם-זילוף, מדע 13 במרץ 2020: כרך 367, מספר 6483, עמ '. 1260-1263 DOI: 10.1126 / science.abb2507
ג'יאן שאנג, כנופיית יה, ..., פאנג לי, "בסיס מבני של הכרת קולטן על ידי SARS-CoV-2", טבע (30 במרץ 2020), דוי: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2179 y
Jun Lan, Jiwan Ge,…, Xinquan Wang, "מבנה תחום הקישור של קולטני ספייק SARS-CoV-2 הקשור לקולטן ACE2", טבע (30 במרץ 2020), דוי https://doi.org/10.1038/s41586-020-2180-5.
Xiaoli Xiong, Kun Qu, ..., John AG Briggs, "SARS-CoV-2 trimer protein peak trimer", טבע מבנה ביולוגיה מולקולרית (31 ביולי 2020), doi: https://doi.org/10.1038/s41594-020-0478-5,
הדפסה מוקדמת של bioRxiv 152835 (17 ביוני 2020), דוי: https://doi.org/10.1101/2020.06.15.152835. [/]
Lam TTY, et al. זיהוי קורונווירוסים הקשורים ל- SARS-CoV-2 בפנגולינים במלאיה. טֶבַע. 2020. DOI: 10.1038 / s41586-020-2169-0
Xóchitl Zambrano-Estrada, Carlos Domínguez-Sánchez, Marina Marina -
Martínez, Fabiola Guerrero de la Rosa, צפה בפרופיל ORCID טרזה גרסיה-גאסקה, לואיס פריטו-וואליינטה, צפה בפרופיל ORCID Karina Acevedo-Whitehouse הערכת ההשפעה האנטי-ויראלית
של כלור דו חמצני (ClO2) באמצעות מודל חוליות המחוסן בווירוס כתר עופות.
bioRxiv 2020.10.13.336768; דוי: https://doi.org/10.1101/2020.10.13.336768.
(51) אמימי. García, R. et al. 2020; תוצאות ראשוניות של שימוש דרך הפה בכלור דו חמצני בחולים עם convid19. דיווח ישיר.
