Hesperidin Aracılıklı Antiviral Çinko Oksit Nanopartiküller ve Anti-SARS-CoV Olarak Antiviral Fenolikler Arasındaki Siliko Karşılaştırma Çalışması-2

Daha fazla bilgi içintina.xiang@wecistanche.com

Ocak 2020'den bu yana Elsevier, yeni koronavirüs COVID-19 hakkında İngilizce ve Mandarin dilinde ücretsiz bilgiler içeren bir COVID-19 kaynak merkezi oluşturmuştur. COVID-19 kaynak merkezi, şirketin kamuya açık haber ve bilgi web sitesi Elsevier Connect'te barındırılmaktadır. Elsevier işbu belgeyle, COVID-19 kaynak merkezinde mevcut olan tüm COVID-19-ilgili araştırmalarını - bu araştırma içeriği de dahil olmak üzere - PubMed Central'da ve DSÖ gibi kamu tarafından finanse edilen diğer veri havuzlarında hemen kullanılabilir hale getirme izni vermektedir. Sınırsız araştırma yeniden kullanım haklarına sahip COVID veritabanı ve orijinal kaynağın kabulü ile herhangi bir biçimde veya herhangi bir şekilde analizler. Bu izinler, COVID-19 kaynak merkezi etkin kaldığı sürece Elsevier tarafından ücretsiz olarak verilir.

ÖZKoronavirüse (COVID-19) neden olan şiddetli akut solunum sendromu koronavirüs 2 (SARS-CoV-2), dünya çapında 69.613.607 milyondan fazla enfeksiyondan ve 1.582.966'dan fazla ölümden sorumlu virüstür. Tüm tedavi önlemleri ve protokollerinin sadece destekleyici olduğu ve iyileştirici olmadığı kabul edildi. Bu mevcut koronavirüs pandemisi sırasında, önleme, tedavi ve iyileşmeye yardımcı olmak için farmasötik veya geleneksel tamamlayıcı ve bütünleştirici tıp aramak avantajlı olmuştur. Bu fitofarmasötikler ve nutrasötikler daha ekonomik, kullanılabilir, güvenli ve daha düşük yan etkilere sahip olabilir. Bu, on fenolik maddenin silico karşılaştırma çalışmasındadır.antiviralSARS-CoV-2'a karşı ajanların yanı sıra en aktif metabolitin doğal kaynaklardan izolasyonu. Çinko oksit nanoparçacıkları (ZnO NP'ler) daha sonra bu metabolitler bir indirgeyici madde olarak kullanılarak hazırlandı. Test edilen tüm bileşikler, öngörülen anti-SARS-CoV-2 aktivite gösterdi.hesperidinen yüksek yerleştirme puanını gösterdi, bu bizi portakal kabuklarından izole etmemize yol açtı ve yapısını geleneksel spektroskopik analizle doğruladık. Ek olarak, hesperidin çinko oksit nanoparçacıklarının sentezi UV, IR, XRD ve TEM ile karakterize edildi. Hesperidin ve ZnO NP'lerin in vitro antiviral aktivitesi, RNA virüslerinin bir örneği olarak hepatit A virüsüne karşı değerlendirildi. Bununla birlikte, ZnO NP'ler ve hesperidin, HAV'a karşı antiviral aktivite gösterdi, ancak ZnO NP'ler, HAV'a karşı daha yüksek aktivite gösterdi.hesperidin. Bu nedenle, hesperidin ve aracılı ZnO nanopartikülleri, gönüllü antiviral ajanlardır ve potansiyel bir tedavi olarak kullanılmak üzere SARS-CoV-2'a karşı daha ileri çalışmaların yapılması gerekmektedir.

anahtar kelimeler: SARS-CoV-2 Nutrasötikler Moleküler yerleştirme Çinko oksit nanopartiküller Hesperidin

1. Giriş

Mevcut COVID-19 pandemisi, bugüne kadar dünya çapında 69 milyondan fazla enfeksiyondan ve 1,5 milyondan fazla ölümden, 2,3 milyon enfeksiyondan ve Afrika'da 55'ten fazla000 ölümden ve 119'dan fazla ölümden sorumludur,{{9} } Mısır'da enfeksiyonlar ve 6000'den fazla ölüm [1]. SARS-CoV-2 bulaşmış çoğu kişide semptomlar, doktora danışmadan iyileşebilecek hafif ila orta dereceli solunum yolu hastalığını içerir. Bununla birlikte, kardiyovasküler hastalık, diyabet, kronik solunum hastalığı veya kanser gibi kronik hastalıkları olan kişilerde akut solunum semptomları geliştirme riski daha yüksektir. Sosyal mesafeyi korumak, elleri yıkamak veya alkol sterilizasyonu kullanmak ve yüze dokunmamakla COVID-19 bulaşması önlenir. Enfekte bir kişi öksürdüğünde veya hapşırdığında kişinin burnundan tükürük damlacıkları yoluyla bulaşır [1]. Tüm önlem ve protokollerin yalnızca destekleyici olduğu ancak tedavi edici olmadığı kabul edildi. Bununla birlikte, potansiyel ilaçları değerlendiren birçok güncel klinik çalışma bulunmaktadır [1]. COVID-19 küresel bir pandemi olarak iddia edildiğinden beri, önleme, tedavi ve iyileşmeye yardımcı olacak farmasötik veya geleneksel, tamamlayıcı ve bütünleştirici tıp arama zorunluluğu vardı [2].

Doğal ürünler, farklı hastalıkların önlenmesi ve tedavisinde kullanılabilecek, henüz keşfedilmemiş bileşik kaynaklarıdır. Ek olarak, doğal bileşikler genellikle çeşitli hastalıklara karşı daha ucuz ve daha güvenli ilaç adayları olarak hizmet etmiş, birçok nutrasötik bileşiğin sahip olduğu bildirilmiştir.antiviral faaliyetler[3]. Son on yılda, yeni sayısıantiviral ilaçlardoğal kaynaklardan elde edilen önemli ölçüde artmıştır. Doğal ürünler, doğrudan veya dolaylı olarak antiviral ilaçların keşfedilmesine yardımcı olur [4].

Bu nedenle, moleküler yerleştirme gibi hesaplamalı tarama yöntemleriyle doğal bileşik kitaplıklarının taranması, ilaç geliştirmede hem zamandan hem de paradan tasarruf sağlayabilir [3].

Öte yandan, Znik (Zn) içeren bileşiklerinantiviral özelliklervirüsün eklenmesi, virüs enfeksiyonu ve kaplamanın açılması gibi fiziksel süreçlere göre bir dizi virüse karşı. Viral proteaz ve polimerazın inhibisyonuna ek olarak [5]. Zn genel olarak vücudumuzun kas, beyin, deri, kemik gibi dokularında bulunan temel bir elementtir. Aynı zamanda metabolizma ve nükleik asit ve protein biyosentezinde yer alan farklı enzim sistemlerinin temel bir bileşenidir [5].

ZnO NP'lerin vücut tarafından çinkonun kendisinden daha kolay emildiğine dikkat edilmelidir. ZnO NP'ler şu anda gıda endüstrisinde katkı maddesi olarak ve ambalajlamada kullanılmaktadır. Ayrıca ZnO, ABD Gıda ve İlaç Dairesi tarafından güvenli bir madde olarak sınıflandırılmıştır. Bu nedenle, ZnO NP'ler biyomedikal uygulamalarda kullanım için çekicidir. ZnO NP'ler düşük ekonomik maliyetleri ve düşük toksisiteleri ile karakterize edilir, bu nedenle ZnO NP'ler antibakteriyel, anti-kanser, antidiyabetik, anti-inflamatuar, ilaç dağıtımı ve yara iyileşmesi gibi biyomedikal uygulamalar için yaygın olarak kullanılabilir [6].

Zn içeren bileşiklerin yakın zamanda anti-SARS-CoV-2 aktivite gösterdiği bildirilmiştir [7] Bu nedenle, Zn içeren ilaçlar genellikle COVID-19 koruma protokollerinde reçete edilir. Sonuç olarak, ZnO NP'lerin yeşil sentezi özel ilgiyi hak ediyor.

Bu çalışmada, yaygın olarak kullanılan şifalı bitkilerden ve gıdalardan (nutrasötikler) elde edilen bir dizi fitofarmasötik fenolik bileşik, SARS CoV-2 ana proteazına (Mpro) karşı antiviral aktiviteyi ve deneysel olarak en yüksek yerleştirme puanı bileşiğini araştırmak için in silico moleküler çalışmaya tabi tutulur. aracılı ZnO nanopartiküllerinin yanında, SARS− COV'a benzer bir RNA virüsü olan Hepatit A virüsüne (HAV) karşı test edilecektir- 2.

2. Malzemeler ve yöntemler

2.1. moleküler yerleştirme

Ana proteaz (Mpro), virüs replikasyonu ve transkripsiyon sürecinde önemli bir rolü olan, koronavirüs genomu tarafından kodlanan önemli bir enzimdir ve bu da onu SARS-CoV-2 için uygun bir ilaç hedefi haline getirir. Rutin, corilagin, diosmin, myricetin-3-O-xylosyl- (1→2)-rhamnoside, epigallocatechin-3-O-gallate gibi seçilmiş polifenolik bileşiklerin inhibisyon mekanizmasını ortaya çıkarmak,hesperidin, lyoniresinol, myricetin, naringenin ve quercetin 3-O-glukuronid ile SARS-CoV-2 Mpro (6lu7) [8] arasında 2,1 A çözünürlükte kullanılan kristal yapısı karşılaştırılmıştır. In silico moleküler yerleştirme için kullanıldı. Bu protein, protomer A ve B olarak bilinen iki polipeptitten oluşur. Bu dimer, iki katlı bir eksen boyunca kristalografik bir simetriye sahiptir. Üç etki alanı içerir; alan I (kalıntı 8–101), alan II (artık 102–184) bir antiparalel tabaka yapısına sahiptir ve alan III (kalıntı 201–303) antiparalel küresel kümeler olarak düzenlenmiş beş helise sahiptir. Alan III'ün uzun bir döngü bölgesi ile alan II'ye bağlandığı yer (185-200 artıkları). SARS-CoV-2, Mpro, substrat bağlama bölgesinin Şekil 1'deki gibi alan I ve alan II [8] arasındaki bir yarıkta bulunduğu bir Cys-His birleşik katalitik aktiviteye sahiptir. , moleküler yerleştirme prosedürleri Swiss Dock servisi tarafından yürütüldü [9]. Kör yerleştirme gerçekleştiren EADock DSS kullanılarak ve CHARMM enerjileri, FACTS ile en uygun enerjilerin tahmin edildiği ve kümelendiği bir ızgara üzerinde değerlendirildi. Bu kümeler, literatürde bildirildiği gibi Chimera kullanılarak görselleştirilebilir ve yorumlanabilir [10].

2.2. Bitki materyalleri, ekstraksiyon ve izolasyon

Portakal kabukları (500 g) yerel bir meyve suyu fabrikasından satın alındı. Portakal kabukları (200 g) 2 L sıcak distile su ile tükenene kadar ekstrakte edildi. Ekstrakt süzüldü ve bir vakum altında daha konsantre hale gelmek üzere buharlaştırıldı. Su özü, CH2CI2 ve ardından bütanol ile bölünmüştür. Butanol alt fraksiyonu, ultraviyole (UV) ışık altında büyük bir koyu mor bant verecek şekilde eluent olarak BAW [12,11] kullanılarak 3 MM Whatman filtre kağıdı tabakalarına uygulandı. Koyu mor bant izole edildi ve metanol içinde yumuşatıldı, daha sonra döner bir buharlaştırıcı kullanılarak vakum altında buharlaştırıldı. Kurutulan malzeme, 120 mg likit elde etmek üzere elüent olarak EtOH/H2O (1:1) kullanılarak bir Sephadex LH -20 kolonuna uygulandı.hesperidin.

2.3. Nükleer manyetik rezonans (NMR)

1H-nükleer manyetik rezonans (NMR) spektrumları, bir Bruker Avance III, 400 MHz NMR spektrometresi ve 13C NMR için 100 MHz üzerinde kaydedildi. 1H kimyasal kaymalar (δ), TMS'ye ve 13C-NMR kimyasal kaymalarına göre dimetil sülfoksit-d6'ya göre ppm olarak ölçüldü ve 39.5 eklenerek TMS ölçeğine dönüştürüldü.

2.4. Çinko oksit nanoparçacıklarının sentezi (ZnO NP'ler)

500 mg çinko asetat ile 50 mL iki damıtılmış suda çözülmüş ve kaynar su banyosunda 20 dakika ısıtılmıştır. pH'ı 12'ye yükseltmek için reaksiyona beş damla amonyum hidroksit ilave edildi, burada bir ZnO NP çökeltisi oluştu. Karışım, çinko asetatın ZnO NP'lere tamamen indirgenmesi için yarım saat bırakıldı. Oluşan çökelti 8000 rpm'de santrifüjlendi, ardından iki kez iki kez damıtılmış su ile yıkandı ve dondurarak kurutma üzerine beyaz ZnO NP topakları verecek şekilde etanol ile iki kez yıkandı.

2.5. Metal nanoparçacıkların karakterizasyonu

2.5.1. UV-vis spektral analizi

ZnO NP preparatları bir UV spektrofotometresi, Shimadzu, UV-1601 (Shimadzu Corporation, Japonya) kullanılarak incelendi. UV spektrumları 200− 400 nm arasında kaydedildi.

2.5.2. FT-IR analizi

Sentezlenen çinko oksit nanoparçacıklarının ve hesperidin bileşiğinin fonksiyonel grupları, 4000 – 400 cm-1 aralığında bir FTIR 6100 spektrometresi (Jasco, Japonya) kullanılarak karakterize edildi.

2.5.3. Transmisyon elektron mikroskobu (TEM)

Hesperidin'in aracılık ettiği ZnO NP'lerin morfolojisi ve partikül boyutu TEM (JEOL-JEM-1011, Japonya) ile belirlendi. Nanoparçacık süspansiyonunun damlaları, karbon kaplı bir bakır ızgara üzerine yerleştirildi ve TEM görüntüsünü kaydetmeden önce çözücü, oda sıcaklığında buharlaştırıldı.

2.5.4. X-ışını kırınımı (XRD)

1d706 dalga boyunda Cu K radyasyonu kullanılarak PANLYTICAL X ışını kırınım ölçer ile kaydedilen ZnO NPs X-ışını kırınım modeli; =0.1541 nm 21d703 tarama aralığında;=20− 70∘.

2.6. Antiviral aktivitenin değerlendirilmesi

Antiviral tarama, Bölgesel Mikoloji ve Biyoteknoloji Merkezi'nde (RCMB, Al Azhar Üniversitesi, Kahire, Mısır) plak inhibisyon testi kullanılarak yapıldı.

2.6.1. memeli hücre hattı

Afrika yeşil maymun böbreklerinden elde edilen vero hücreleri, American Type Culture Collection'dan (ATCC, Manassas, VA, ABD) elde edildi.

Vero hücreleri, yüzde 10 ısıyla inaktive edilmiş fetal bovin serumu (FBS), HEPES tamponu, yüzde 1 L-glutamin ve 50 ug/mL gentamisin ile desteklenmiş Dulbecco'nun modifiye Eagle's ortamında (DMEM) çoğaltılmıştır. Tüm hücreler, yüzde 5 CO2 ile nemlendirilmiş bir atmosferde 37 ◦C'de kültürlendi ve 7 gün boyunca iki kez alt kültürlendi [14].

2.6.2. Sitotoksisite değerlendirmesi

24 saatlik implantasyondan sonra hesperidin ve ZnO NP'ler eklendi. Test edilen numunelerin seri iki kat seyreltmeleri (3000 ug/mL'den 2 ug/mL'ye başlatılmıştır), 96-kuyu, düz tabanlı mikrotitre plakalarına (Falcon, Jersey, NJ, ABD) dağıtılan birleşik hücre tek tabakalarına eklenmiştir. ) çok kanallı bir pipet kullanarak. Mikrotiter plakalar, 2 gün süreyle yüzde 5 CO2 ile nemlendirilmiş bir inkübatörde 37 ◦C'de inkübe edildi. İncelenen numunelerin her konsantrasyonu için üç kuyu kullanıldı. Kontrol hücreleri, test numuneleri olmadan ve DMSO ile veya DMSO olmadan inkübe edildi.

Kuluçka döneminden sonra, canlı hücre verimi, bir MTT kolorimetrik tahlili ile belirlendi [15]. Hayatta kalan hücreler ve test edilen numunelerin konsantrasyonu arasındaki ilişki, belirtilen bileşiklerle muameleden sonra Vero hücre hattının hayatta kalma eğrilerini elde etmek için çizildi. Sağlam hücrelerin yüzde 50'sinde toksik etkilere neden olmak için gereken konsantrasyon olan yüzde 50 sitotoksik konsantrasyon (CC50), GraphPad Prism yazılımı (San Diego, CA. ABD) kullanılarak her konsantrasyon için doz-tepki eğrisinin grafik çizimlerinden tahmin edildi. Her hesperidin ve ZnO NP'nin maksimum toksik olmayan konsantrasyonu [MNTC] belirlendi ve daha ileri biyolojik çalışmalar için kullanıldı.

2.6.3. Virüs yayılımı

HAV'ın sitopatojenik HAV HM175 suşu (ATCC VR-1402) çoğaltılmış ve birleşik Vero hücrelerinde test edilmiştir [16]. Enfeksiyöz virüsler, Spearman-Karber yöntemi kullanılarak seyreltme başına sekiz kuyucuk ve kuyu başına 20 μL inokulum ile yüzde 50 doku kültürü enfeksiyöz dozu belirlenerek sayıldı [17].

3. Sonuçlar ve tartışma

On nutrasötik fenolik bileşik, doğal besleyici gıda kaynaklarından türetilen farmasötik dozaj formları olarak mevcudiyetlerine ve yayılmalarına göre seçilmiştir.

Bu nutrasötikler diosmin, rutin, naringenin, quercetin 3-Oglucouronide, myricetin 3-O-xylosyl-(1→2)-rhamnoside, myricetin, epigallocatechin-3-O-gallate, corilagin ve lyoniresinol. Hesperidin, diosmin ve rutin, çeşitli ticari isimler altında farmasötik mağazalarında yaygın olarak bulunur ve antiviral özelliklere sahip olduğu bildirilen çeşitli doğal besleyici gıdalardan elde edilebilir; örneğin, turunçgil kabuklarından elde edilen hesperidin'in sahip olduğu bildirilmiştir.antiviral aktivite[18]. Silico tarama temelinde, hesperidin'in ayrıca SARS-CoV-2 Spike ve ACE2 reseptörleri arasındaki etkileşim bölgesini hedeflediği ve böylece virüsün insan akciğer hücrelerine girişini engellediği tahmin edildi. Bu nedenle hesperidin, COVID-19'e karşı umut verici bir profilaktik ilaç olabilir [19].

Ek olarak, narenciye kabuklarından elde edilen naringenin, Zika virüsüne karşı bir antiviral ajan olarak rapor edilmiştir [20], rutin [21], antiviral [19] olarak önemli sonuçlar göstermiştir. Yeşil çayın epigallokateçini-3-O-gallateantiviral etkilerbir dizi DNA ve RNA virüsüne karşı [22]. Corilagin, HCV replikasyonunu inhibe ederek ve oksidatif stresi modüle ederek karaciğer hasarını önler [23]. Mirisetin ve glikosile edilmiş türevleri için anti-HIV aktivitesi bildirilmiştir [24]. Ek olarak, birkaç lignanın sahip olduğu bildirilmiştir.antiviralözellikler [25].

3.1. moleküler yerleştirme

Mevcut araştırmada, ana proteaz COVID-19'nin inhibisyon mekanizmasına ilişkin deneysel bulguları yorumlamaya ve desteklemeye çalışıldı. On polifenolik bileşik, bu polifenollere reseptör bazlı yaklaşımların uygulandığı Swiss Dock Server kullanılarak yerleştirildi. Bir kalp şeklini benimseyen Covid-19 proteaz 6lu7'nin kristal yapısı, iki dimer özdeş alt birim ve iki aktif bölge. geniş spektrumlu bir inhibitör, PDB giriş 4yoi'de olduğu gibi progenitör yarasa koronavirüsünün aktif bölgesi His 41 ve Cys 148'i hedeflemelidir. Bu çalışma, moleküler yerleştirme yoluyla fenolik bileşiklerin 6lu7 kristal yapısına bağlanma modunu aydınlatmıştır (Şekil 2). Yerleştirme çalışması, hesperidin'in Tablo 1'de listelendiği gibi TYR 118 ile pi-istifleme etkileşimi oluştururken THR 25, LEU 27, His 41 ve Gly143 kalıntıları ile elektrostatik etkileşimler oluşturabileceğini doğruladı.

Polifenolik bileşiklerin çoğu, Tablo 1'de iken, Şekil 2'de görüldüğü gibi alan II, III (kalıntılar 185-200) ve Alan I arasındaki yarık bölgede inhibisyon aktivitesi göstermiştir. Polifenolik bileşikler bağlanma enerjilerine göre listelenmiştir. RMSD'nin doğal bağlama modu (tam uygunluk (mavi, sol X ekseni)) ve enerji (basit uygunluk (kırmızı, sağ y ekseni)) ile ilişkisi Şekil A'da gösterilmiştir (tedarik dosyası) . Hesperidin için yerleştirme modu (SARS-CoV-2 Mpro için Şekil B ve HAV 3C Proteinaz [26], 2HAL kristal yapısı için Şekil C), mirisetin (Şekil D,1,2), diosmin'de gösterilmiştir. (Şekil E 1,2), epigallocatechin-3-O-gallate (Şekil F1,2), rutin (Şekil G1,2), kersetin 3-O-glukuronid (Şekil H 1,2), corilagin (Şekil I1,2), mirisetin (Şekil J1,2), naringenin (Şekil L1,2) ve lyoniresinol (Şekil M1,2), ek dosyada.

3.2. Hesperidin izolasyonu ve tanımlanması

Hesperidin en yüksek yerleştirme skorunu gösterdiğinden, burada onu bir gıda atığından (portakal kabukları) izole ettik ve HAV'a (RNA virüslerinden biri) karşı antiviral aktivitesi değerlendirildi.

Portakal kabuklarının sulu ekstraktından elde edilen bütanol fraksiyonu, bir eluent olarak BAW kullanılarak Whatman filtre kağıdı tabakalarına uygulandı, bu sayede hazırlayıcı kağıt kromatografisinde flavonoidal doğanın büyük bir koyu mor bandı gözlemlendi. Ana koyu mor bandın metanol ile elüsyonu, kimliğinin 1H,13C ile hesperidin [27] ile teyit edildiği saf bir bileşiğin izolasyonuna yol açtı: 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6 δ 5.50 (dd, J=12.2, 3.4 Hz, 1H, H-2), 2.78 (dd, J =3.24 Hz & 17.16, 1H, H{{22} }ax), 3.26 (dd, J=17.16, 8.22 Hz, 1H, H-3eq), 6.14 (brs, 1H, H-6), 6.12 (brs, 1H , H-8), 4.97 (d, J =7.2 Hz, 1H, H-1′′), 4.53 (s, 1H, H-1′′' ), 1.09 (d, J=6.2, 3H, CH3 ramnoz).13C NMR (101 MHz, DMSO-d6) 78.89 (C-2), 42.74(C{{64} }),197.48 (C-4), 163.50 (C-5), 96.85 (C-6), 165.60 (C-7), 96.00 (C{{79} }), 162.96 (C-9), 103.79 (C-10), 131.35 (C-1' ), 118.42 (C-2' ), 146.92 (C{{ 94}}′ ), 148.43 (C-4′ ), 112.50 (C-5′ ), 114.60 (C-6′ ), 56.15 (O-Me), 99.91(C{ {109}}′′), 73.45 (C-2′′), 76.73 (C-3′′), 70.06 (C-4′′), 75.98 (C{{121}) }}′′), 66.50 (C-6′′), 101.06 (C-1′′'), 70.73 (C-2′′'), 71.17 (C{{133) }}′′'), 72.53 (C-4′′'), 68.78 (C-5′′'), 18.29 (Ramnozun CH3'ü; C-6′′').

3.3. ZnO nanoparçacık oluşumu

80 ◦C'ye kadar ısıtılan bir su banyosunda hesperidin çözeltisine çinko asetat çözeltisinin eklenmesi ve ardından birkaç damla amonyak eklenmesi ZnO NP'lerin çökelmesine neden olmuştur [13].

3.3.1. UV analizi

Hesperidin yoluyla sentezlenen ZnO NP'ler için maksimum absorpsiyon zirvesi, 335 nm'de (Şekil 3a) bir zirve gösterdi ve ZnO NP'lerin oluşumunu doğruladı [28]. Bir nano ölçekteki ZnO, standart ZnO absorpsiyon modeline kıyasla daha kısa dalga boylarına sahiptir; bu, malzeme oksitlerinin daha kısa dalga boylarına sahip olma eğiliminde olduğu ve nano ölçekli malzemelerin daha kısa dalga boylarına sahip olma eğiliminde olduğu raporlarıyla uyumlu olarak [29].

3.3.2. ZnO NP'lerin ve hesperidin'in FT-IR analizi

Hazırlanan ZnO NP'lerin ve hesperidin'in FT-IR spektrumları (Şekil 3b), 400 ila 4000 cm-1 spektral genişlik aralığında toplanmıştır. Burada, suyun 3546.04, 3478.29 ve 3421.80 cm civarında O–H grupları için pikler gösterdiği yerde. − 1, hesperidin'in O–H gruplarını temsil eder ve ZnO NP'leri için yaklaşık 3382.99 cm− 1'dir. Aromatik kısımlar, 2918.50 cm-1'de uzanan karbon çift bağıyla doğrulandı. Alkolik –CO–H'nin eğilme titreşimi, 1096.12 cm-1'de bir tepenin mevcudiyeti ile doğrulanır. ZnO NP'lerin gerilme modlarının karakteristik bantları, 542.9 ve 891.2 cm-1'de atanır [13,30].

3.3.3.TEM analizi

Düşük çözünürlüklü ve yüksek çözünürlüklü transmisyon elektron mikroskoplarında TEM analizi yapıldı ve partikül boyutu 20 ila 30 nm arasında değişen altıgen ZnO NP'lerin oluşumunu gösterdi, Şekil 4.

3.3.4. XRD analizi

ZnO NP'lerin oluşumu ve yapısal özelliklerinin araştırılması, X-ışını kırınımı (XRD) ile doğrulandı, Şekil 5. Flavonoid hesperidin'in aracılık ettiği ZnO NP'leri, 31.618◦, 34.334◦, 36.161◦, 47.504'te tanımlanan 2θ değerleriyle pikler gösterdi. ◦, 56.440◦, 62.727◦, 66.245◦, 67.864◦ ve 68.925◦ karşılık gelen (100), (002), (101), (102), (110), (103), (200), (112) ve (201). Bu pikler veri kartınınkilerle eşleştirildi (00− 003-0888).

ZnO NP'lerin kristal boyutu 27.73 nm olarak hesaplandı. Bu veriler TEM ölçümlerine çok benzer. Kristal boyutunu hesaplamak için Scherrer denklemini uygularız

Kristal Boyutu {{0}} (0.9 x λ)/ (dcosθ)

Θ=2θ/2, d=tepenin maksimum yarı yoğunluğunda tam genişlik (Rad olarak), λ =0.154060 nm

3.4. antiviral aktivite

3.4.1. Vero hücrelerine karşı sitotoksisitenin değerlendirilmesi

İki hesperidin ve ZnO NP numunesi, sırasıyla yüzde 50 hücre sitotoksik konsantrasyonu (CC50)=620.8 ± 34.6 ve 243.7 ± 12.7 ug/mL gösterdi. Şekillerde gösterildiği gibi. K.&L., suppl. dosyası ve değerler sırasıyla C ve D tablolarında listelenmiştir. Daha sonra bu bileşikler test edildi.antiviral etkilermaksimum toksik olmayan konsantrasyonda (MNTC) HAV'a karşı, Şekil M.'de (ek dosya) gösterilen plak tahlil yöntemini kullanarak.

3.4.2. HAV karşıtı aktivite

Flavonoidlerin hem in vivo hem de in vitro antiviral aktiviteleri olduğu bildirilmiştir [31]. Bazı flavonoidlerin HIV'e (ayrıca bir RNA virüsü) karşı etki mekanizmasının, sitokinlerin aracılık ettiği proteinlerin fosforilasyonunun inhibisyonundan kaynaklandığı bildirildi. Ayrıca, COVID-19 enfeksiyonunda sitokinlerin aracılık ettiği fosforilasyon sinyallemesinin arttığı ve çok sayıda hücre iskeleti proteininin fosforilasyonuna yol açtığı belirtilmelidir. Bu nedenle, hesperidin içeren flavonoidler, protein fosforilasyonunu inhibe edebilir ve bu da, güçlü antiviral aktiviteye ve diğer hücrelerin enfeksiyondan korunmasına yol açar [32]. ZnO NP'lerin de antiviral aktiviteye sahip olduğu bildirilmiştir [32,33].

Zn içeren bileşikler, virüs inaktivasyonu, viral kaplamasızlaşmanın inhibisyonu, viral genom transkripsiyonu, viral protein translasyonu ve poliprotein işleme gibi viral replikasyon döngülerinin çeşitli aşamalarını etkilediğini bildirmiştir. Aktivitenin virüsün tipine ve çinko içeren bileşiklerin konsantrasyonuna bağlı olduğu da belirtilmelidir [34].

Çalışmamızda, Vero hücrelerinin birleşik tek tabakaları, HAV virüsünün sabit seyreltmeleriyle enfekte edildi. İnkübasyondan sonra aşı çıkarıldı ve yüzde 1.5 karboksimetil selüloz içeren serumsuz MEM ile değiştirildi. Hücreler daha sonra inkübe edildi ve virüsün plakları oluşturması sağlandı. Hücreler, yüzde 5'lik bir konsantrasyona kadar doğrudan ortama eklenen formaldehit ile 25 ◦C'de 2 saat süreyle sabitlendi. Sabit hücreler, 30 dakika boyunca yüzde 1 kristal viyole ve yüzde 10 etanol içeren bir çözelti ile lekelenmeden önce suyla kapsamlı bir şekilde yıkandı. Su ile durulandıktan sonra plak sayısı sayıldı ve virüs titreleri (sayıları) hesaplandı. Test edilen iki numunenin, hesperidin ve ZnO NP'lerin maksimum sitotoksik olmayan konsantrasyonda (MNCC) HAV'a karşı antiviral etkileri Tablo B'de (ek dosya) gösterilmiştir. Çinko oksit nanoparçacıkları, çinko oksit nanoparçacıklarının aktivitesini arttıran yüksek yüzey alanı ve küçük parçacık boyutu nedeniyle nispeten düşük konsantrasyonlarda hesperidin'den daha yüksek aktivite gösterdi. Tablo B'den, Şekil T, (ek dosya). Hem hesperidin hem de ZnO NP'ler, Tablo A ve B'de (ek dosya) gösterildiği gibi, maksimum sitotoksik olmayan konsantrasyonda yüzde 44.75 ve 58.83 ve EC50'ler sırasıyla 72.4 ve 176.3 ug/mL'ye eşit olan Hepatit A virüsüne (HAV) karşı antiviral aktivite gösterdi.

4. Sonuçlar

Mevcut pandemik hastalık COVID-19, dünya çapında birçok hastalık ve ölümden sorumludur. Çalışmamız kapsamındaki nutrasötikler ve fitofarmasötikler fenolik bileşikler, iyi yerleştirme puanları sergiler ve SARS-CoV-2 tedavisi için ideal bir hedef olabilir. Gıda atığı portakal kabuklarından izole edilen hesperidin, test edilen diğer bileşikler arasında SARS-CoV-2 ana proteazına karşı en yüksek yerleştirme skorunu (-8.84 Kcal/mol) sergilemiştir. Hesperidin, altıgen şekle ve yaklaşık 25 nm partikül boyutuna sahip ZnO NP'ler hazırlamak için çinko iyonlarını indirgeme yeteneğine sahiptir. Hesperidin aracılı ZnO NP'ler, maksimum sitotoksik olmayan konsantrasyonda yüzde 44.75 ve yüzde 58.83 ile hesperidin'in kendisinden daha fazla antiviral aktivite sergiler. SARS-CoV-2 pandemik hastalığı için güvenli, ucuz ve potansiyel tedaviler bulmak için hesperidin, diğer nutrasötikler, fitofarmasötik bileşikler ve bunların ZnO NP'leri için daha fazla çalışma yapılmalıdır.

Yazarların katkıları Gouda H. Attia, Yasmin S. Moemen, Mahmoud Youns, Ammar M. İbrahim, Randa Abdou, Mohamed A. El Raey Gouda H. Attia ve Mohamed A. El Raey el yazmasını tasarlar. Gouda H. Attia, Ammar M. İbrahim ve Mohamed A. El Raey kromatografik ayırmayı gerçekleştirdi ve saf izole Hesperidin'in yapı aydınlatmasını gerçekleştirdi Gouda H. Attia, Randa Abdou ve Mohamed A. El Raey, ZnO'nun yeşil sentezini gerçekleştirdi. NP'ler ve özelliklerini açıklar. Yasmin S. Moemen tüm moleküler yerleştirme çalışmalarını gerçekleştirdi ve Mohamed A. El-Raey proteini önerdi.

Mahmoud Youns ve Randa Abdou, antiviral ve sitotoksisite deneylerini ve bunların veri analizini gerçekleştirdi. Tüm yazarlar, makalenin son halini hazırlamaktan ve yazmaktan ve nihai makaleyi onaylamaktan sorumluydu.

Finansman

Bu çalışma için herhangi bir fon alınmadı.

Araştırma etiği

Ayrıca, bu yazıda kapsanan ve insan hastaları içeren çalışmanın herhangi bir yönünün, ilgili tüm kuruluşların etik onayı ile yürütüldüğünü ve bu tür onayların yazı içinde kabul edildiğini onaylıyoruz.

IRB onayı alındı ​​(çalışmalar ve 3 veya daha fazla vaka serisi için gerekli)

Vakanın detayları ve fotoğraflar gibi potansiyel olarak tanımlayıcı bilgilerin yayınlanması için yazılı izin, hasta(lar)dan veya yasal vasi(ler)inden alınmıştır.

Rakip Çıkar Beyanı

Yazarlar herhangi bir çıkar beyanı bildirmemektedir.

Teşekkür

Bu projeyi gerçekleştirmek için fon sağladığı için, Najran Üniversitesi, KSA Bilimsel Araştırma Dekanlığına minnettarız (NU/ MID/18/024).

Ek A. Ek veriler

Bu makaleyle ilgili ek materyal, DOI:https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2021.111724 adresindeki çevrimiçi versiyonda bulunabilir.

Gouda H. Attiaa,b , Yasmine S. Moemenc , Mahmud Yunusd , Ammar M. İbrahime ,  Randa Abdouf,g , Mohamed A. El Raeyh, *  

a Farmakognozi Anabilim Dalı, Eczacılık Fakültesi, Najran Üniversitesi, Najran, Suudi Arabistan
b Farmakognozi Anabilim Dalı, Eczacılık Fakültesi, Kafr El-Shiekh Üniversitesi, Kafr El-Shiekh, Mısır
c Klinik Patoloji Bölümü, Ulusal Karaciğer Enstitüsü, Menoufia Üniversitesi, Menoufia, Mısır
d Helwan Üniversitesi Eczacılık Fakültesi Biyokimya ve Moleküler Biyoloji Bölümü, Kahire, Mısır
e Uygulamalı Tıp Bilimleri Koleji, Najran Üniversitesi, Najran, Suudi Arabistan
f Farmakognozi Anabilim Dalı, Eczacılık Fakültesi, Umm Al-Qura Üniversitesi, Mekke, Suudi Arabistan
g Farmakognozi Anabilim Dalı, Eczacılık Fakültesi, Helwan Üniversitesi, Kahire, Mısır
h Fitokimya ve Bitki Sistematiği Bölümü, Farmasötik Bölümü, Ulusal Araştırma Merkezi, Dokki, Kahire, Mısır

Referanslar

[1] Dünya Sağlık Örgütü, WHO Coronavirüs Hastalığı (COVID-19), 2020 (Erişim tarihi 22 Ekim 2020), https://www.worldometers. bilgi/koronavirüs/#ülkeler.

[2] J. Hunter, S. Arentz, J. Goldenberg, G. Yang, J. Beardsley, D. Mertz, S. Leeder, Hızlı inceleme protokolü: COVID'in önlenmesi veya tedavisi için çinko-19 ve diğer koronavirüs ile ilgili solunum yolu enfeksiyonları, Integr. Med. Araş. 9 (2020), 100457. [3] GJ Kotwal, Nar (Punica granatum) suyundan elde edilen antiviral nutrasötikler, Handb'de. Nutrasötikler, Cilt. I, CRC Press, 2009, s. 338–346.

[4] L.-T. Lin, W.-C. Hsu, C.-C. Lin, Antiviral doğal ürünler ve bitkisel ilaçlar, J. Tradit. Tamamlayıcı. Med. 4 (2014) 24-35.

[5] A. Kumar, Y. Kubota, M. Chernov, H. Kasuya, Çinko takviyesinin COVID profilaksisi ve tedavisinde potansiyel rolü-19, Med. Hipotezler (2020), 109848.

[6] J. Jiang, J. Pi, J. Cai, Biyomedikal uygulamalar için çinko oksit nanoparçacıklarının ilerlemesi, Bioinorg. Kimya Uygulama (2018), https://doi.org/10.1155/2018/ 1062562.

[7] AJW Te Velthuis, SHE van den Worm, AC Sims, RS Baric, EJ Snijder, MJ van Hemert, Zn2 plus koronavirüs ve arterivirüs RNA polimeraz aktivitesini in vitro inhibe eder ve çinko iyonoforlar hücre kültüründe bu virüslerin replikasyonunu bloke eder, PLoS Patog. 6 (2010), e1001176.

[8] Z. Jin, X. Du, Y. Xu, Y. Deng, M. Liu, Y. Zhao, B. Zhang, X. Li, L. Zhang, C. Peng, Structure of M pro from SARS- CoV-2 ve inhibitörlerinin keşfi, Nature (2020) 1–5.

[9] A. Grosdidier, V. Zoete, O. Michielin, SwissDock, EADock DSS, Nucleic Acids Res. (2011), https://doi.org/ 10.1093/nar/gkr366.

[10] A. Küçükelbir, FJ Sigworth, HD Tagare, Kriyo-EM yoğunluk haritalarının yerel çözünürlüğünü ölçme, Nat. Yöntem 11 (2014) 63–65.

[11] HH Barakat, M. El-Raey, SA Nada, I. Zeid, M. Nawwar, Eugenia supra-axillaris yapraklarının yapısal fenolikleri ve hepatoprotektif aktivitesi, EJ Chem. 54 (2011) 313-323.

[12] SM Osman, WA El Kashak, M. Wink, MA El Raey, Salsola imbricata Forssk'tan yeni isorhamnetin türevleri. Farklı anti-inflamatuar aktiviteye sahip yapraklar, Pharmacogn. Mag. 12 (2016) S47.

[13] GH Attia, HS Alyami, MAA Orabi, AH Gaara, MA El Raey, Patlıcan yeşili Calyx, Int. J. Pharmacol. 16 (2020) 236–243.

[14] P. Vijayan, C. Raghu, G. Ashok, SA Dhanaraj, B. Suresh, Nilgiris şifalı bitkilerinin antiviral aktivitesi, Indian J. Med. Araş. 120 (2004) 24-29.

[15] T. Mosmann, Hücresel büyüme ve hayatta kalma için hızlı kolorimetrik deney: çoğalma ve sitotoksisite deneylerine uygulama, J. Immunol. Yöntemler 65 (1983) 55–63.

[16] W. Randazzo, J. Piqueras, J. Rodríguez-Díaz, R. Aznar, G. S' anchez, Gıda ve su örneklerinde bulaşıcı HAV'ın seçici tespiti için canlılık-qPCR etkinliğinin iyileştirilmesi, J. Appl. Mikrobiyol. 124 (2018) 958-964.

[17] RM Pinto, JM Diez, A. Bosch, İn vivo amplifikasyon ve enterik virüslerin tespiti için kolonik karsinom hücre dizisi CaCo-2'nun kullanımı, J. Med. Virol. 44 (1994) 310-315.

[18] Z. Ding, G. Sun, Z. Zhu, Kısa iletişim Hesperidin, anti-inflamatuar etkisi Antivir aracılığıyla influenza A virüsünün (H1N1) farelerde neden olduğu akciğer hasarını hafifletir. orada. 23 (2018) 611–615.

[19] C. Wu, Y. Liu, Y. Yang, P. Zhang, W. Zhong, Y. Wang, Q. Wang, Y. Xu, M. Li, X. Li, SARS- için terapötik hedeflerin analizi CoV-2 ve potansiyel ilaçların hesaplama yöntemleriyle keşfi, Acta Pharm. Günah. B (2020).

[20] AHD Cataneo, D. Kuczera, AC Koishi, C. Zanluca, GF Silveira, TB de Arruda, AA Suzukawa, LO Bortot, M. Dias-Baruffi, WA Verri, Narenciye flavonoid naringenin, insan in vitro enfeksiyonunu bozar Zika virüsü tarafından hücreler, Sci. 9 (2019) 1-15.

[21] Y.-J. Lin, Y.-C. Chang, N.-W. Hsiao, J.-L. Hsieh, C.-Y. Wang, S.-H. Kung, F.-J. Tsai, Y.-C. Lan, C.-W. Enterovirüs A71, J. Virol'ün 3C proteaz inhibitörleri olarak Lin, Fisetin ve rutin. Yöntemler 182 (2012) 93–98.

[22] K. Kaihatsu, M. Yamabe, Y. Ebara, Epigallocatechin-3-O-gallat ve yağ asidi esterlerinin antiviral etki mekanizması, Molecules 23 (2018) 2475.

[23] BU Reddy, R. Mullick, A. Kumar, G. Sharma, P. Bag, CL Roy, G. Sudha, H. Tandon, P. Dave, A. Shukla, Doğal bir küçük molekül inhibitörü corilagin, HCV replikasyonunu bloke ediyor ve karaciğer hasarını azaltmak için oksidatif stresi modüle eder, Antiviral Res. 150 (2018) 47-59.

[24] JT Ortega, AI Su´arez, ML Serrano, J. Baptista, FH Pujol, HR Rangel, Myricetin türevlerinin glikozil kısmının in vitro anti-HIV-1 aktivitesindeki rolü, AIDS Res. orada. 14 (2017) 1–6.

[25] RB Teponno, S. Kusari, M. Spiteller, Lignan ve neolignan araştırmalarında son gelişmeler, Nat. Ürün 33 (2016) 1044–1092.

[26] J. Yin, MM Cherney, EM Bergmann, J. Zhang, C. Huitema, H. Pettersson, LD Eltis, JC Vederas, MNG James, HAV 3C proteinazın aktif bölgesinde hapsolmuş bir episülfid katyon (thiiranium halkası) peptit bazlı keton inhibitörleri tarafından inaktive edilmiş, J. Mol. Biol. 361 (2006) 673–686.

[27] VM Chari, M. Jordan, H. Wagner, PW Thies, Valeriana wallichii'den bir asil-linarin yapısının 13C-NMR çalışması, Phytochemistry 16 (1977) 1110-1112.

[28] N. Srinivasan, C. Rangasami, JC Kannan, Çinko oksit nanoparçacıklarının sentez yapısı ve optik özellikleri, Int J Appl Eng Res. 10 (2015) 343–345.

[29] S. Fakhari, M. Jamzad, H. Kabiri Fard, Çinko oksit nanoparçacıklarının yeşil sentezi: bir karşılaştırma, Green Chem. Lett. Rev. 12 (2019) 19–24.

[30] N. Bala, S. Saha, M. Chakraborty, M. Maiti, S. Das, R. Basu, P. Nandy, Hibiscus subdariffa yaprağı ekstresi kullanılarak çinko oksit nanoparçacıklarının yeşil sentezi: sıcaklığın sentez üzerindeki etkisi, anti -bakteriyel aktivite ve anti-diyabetik aktivite, RSC Adv. 5 (2015) 4993–5003.

[31] H. Zakaryan, E. Arabyan, A. Oo, K. Zandi, Flavonoids: viral enfeksiyonlara karşı umut verici doğal bileşikler, Arch. Virol. 162 (2017) 2539–2551.

[32] M. Bouhaddou, D. Memon, B. Meyer, KM White, VV Rezelj, MC Marrero, BJ Polacco, JE Melnyk, S. Ulferts, RM Kaake, SARS-CoV'nin küresel fosforilasyon manzarası-2 enfeksiyon, Hücre 182 (2020) 685-712.

[33] H. Ghaffari, A. Tavakoli, A. Moradi, A. Tabarraei, F. Bokharaei-Salim, M. Zahmatkeshan, M. Farahmand, D. Javanmard, SJ Kiani, M. Esghaei, H1N1 influenza virüsü enfeksiyonunun engellenmesi çinko oksit nanoparçacıkları ile: nanotıbbın ortaya çıkan bir başka uygulaması, J. Biomed. bilim 26 (2019) 1–10.

[34] SA Read, S. Obeid, C. Ahlenstiel, G. Ahlenstiel, Antiviral bağışıklıkta çinkonun rolü, Adv. Nutr. 10 (2019) 696–710.