菠萝蛋白酶靶向SARS-CoV-2变异株Spike-ACE2相互作用的计算生物学研究：对接、分子动力学模拟与MM-PBSA分析

《In Silico Pharmacology》：Targeting SARS-CoV-2 variants with Bromelain: an in-silico study of Spike-ACE2 inhibition using docking, molecular dynamic simulation, and MM-PBSA

本研究针对SARS-CoV-2变异株持续演变的挑战，聚焦其Spike蛋白与ACE2受体的结合机制。来自印度的研究人员通过分子对接、分子动力学模拟和MM-PBSA计算等方法，系统评估了植物源性蛋白酶Bromelain对Wuhan、Delta、Omicron、JN.1.1和JN.1.4等变异株RBD的竞争性抑制潜力。结果显示Bromelain能有效占据ACE2结合位点（最高达68.42%），其中对JN.1.4变异株结合亲和力最强，为开发广谱抗病毒药物提供了新策略。

　　

新型冠状病毒(SARS-CoV-2)因其高传播性和持续突变能力，持续对全球健康构成重大威胁。该病毒的刺突蛋白(Spike)通过结合人体血管紧张素转换酶2(ACE2)受体介导病毒感染，这使得Spike-ACE2相互作用成为治疗开发的关键靶点。

一项创新性研究探索了菠萝蛋白酶(Bromelain)——一种从菠萝茎中提取的蛋白酶——作为ACE2结合竞争性抑制剂的潜力。研究人员分析了印度次区域流行变异株（包括Wuhan、Delta、Omicron、JN.1.1和JN.1.4）的Spike蛋白受体结合域(RBD)。序列分析显示，新兴变异株存在多个突变，其中JN.1.1和JN.1.4变异程度最高。

分子对接研究表明，菠萝蛋白酶能以不同效率占据RBD中的ACE2结合位点：Wuhan株57.89%，Delta株42.1%，Omicron株47.36%，JN.1.1株52.6%，而JN.1.4株高达68.42%，这表明了竞争性抑制机制。后续的分子动力学模拟证实了菠萝蛋白酶与各变异株之间的稳定相互作用。

通过分子力学/泊松-玻尔兹曼表面积(MM/PBSA)计算、主成分分析和自由能景观研究进一步验证了结合亲和力，其中JN.1.4变异株显示出最强的结合能力。这些发现与先前证实菠萝蛋白酶具有抗病毒特性（包括降解病毒蛋白能力）的研究相一致。

该研究强调了菠萝蛋白酶作为对抗新兴SARS-CoV-2变异株（特别是JN.1.1和JN.1.4）的有前景的抗病毒候选物。研究人员建议开展进一步的体外和体内研究来探索其治疗功效。