姜黄素衍生物抗马铃薯Y病毒(PVYN-Egypt)的分子对接研究：基于计算模拟的抗病毒机制探索

本研究针对马铃薯Y病毒(PVYN-Egypt)对全球马铃薯产业的威胁，通过分子对接技术系统评估姜黄素类化合物与病毒关键蛋白(P1蛋白酶、HCPro和CP)的相互作用。研究发现异鼠李素(isorhamnetin)对P1蛋白酶具有最强结合力(-7.1 kcal/mol)，姜黄素(curcumin)和双去甲氧基姜黄素(bisdemethoxycurcumin)能有效靶向HCPro和CP。ADMET分析显示多数姜黄素衍生物具有良好口服生物利用度，为开发植物源抗病毒制剂提供了新思路。

　　

研究背景与意义

马铃薯Y病毒(Potato virus Y, PVY)作为马铃薯产业最具破坏性的病原体之一，每年造成高达30%的产量损失，在埃及尼罗河三角洲等主产区尤为严重。传统化学防治面临环境残留和抗药性发展的双重挑战，而植物源抗病毒剂因其环境友好特性成为研究热点。姜黄(Curcuma longa)中的姜黄素类化合物因其广谱抗病毒活性备受关注，但其对植物病毒的作用机制尚不明确。这项发表在《Beni-Suef University Journal of Basic and Applied Sciences》的研究，首次通过计算生物学方法系统解析姜黄素衍生物与PVY^N-Egypt关键蛋白的相互作用，为开发新型抗病毒策略提供理论依据。

关键技术方法

研究采用多学科交叉方法：1)从NCBI数据库获取PVY^N-Egypt株系三个关键蛋白(P1蛋白酶、HCPro和CP)的序列，通过同源建模构建三维结构；2)从PubChem筛选9种姜黄素类化合物及对照药物利巴韦林(ribavirin)；3)使用AutoDock Vina进行分子对接，评估结合能(kcal/mol)和相互作用模式；4)通过SwissADME和pkCSM预测化合物的ADMET特性；5)采用Discovery Studio可视化分析氢键、疏水作用等关键相互作用。

主要研究结果

1. 配体理化特性与ADMET分析

姜黄素衍生物分子量分布在180.16-566.51 g/mol，其中异鼠李素(316.26 g/mol)和双去甲氧基姜黄素(308.33 g/mol)符合Lipinski五规则。ADMET预测显示除姜黄醇(curcuminol)外，多数化合物具有高胃肠道吸收性，异鼠李素和双去甲氧基姜黄素表现出最佳药代动力学特性。值得注意的是，姜黄醇因分子量过大(566.51 g/mol)和潜在毒性被排除出候选名单。

2. 分子对接结果

P1蛋白酶靶点：异鼠李素展现最强结合力(-7.1 kcal/mol)，通过盐桥与GLU^J:2974形成稳定复合物。

HCPro靶点：双去甲氧基姜黄素(-6.4 kcal/mol)与CYS^A:37形成独特的Pi-硫键相互作用。

CP靶点：姜黄素(-7.4 kcal/mol)通过Pi-阳离子键与ARG^A:55结合，可能干扰病毒衣壳组装。

3. 相互作用机制

关键发现包括：1)所有活性配体均通过Pi-烷基键与病毒蛋白疏水口袋结合；2)异鼠李素与P1蛋白酶形成的盐桥(GL