Chemische Verbindungen in Lebensmitteln können ein Schlüsselenzym von SARS-CoV-2 hemmen

Proteasen sind wichtig für die Gesundheit und Lebensfähigkeit von Zellen und Viren, sagt De-Yu Xie, Professor für Pflanzen- und Mikrobenbiologie am NC State und der entsprechende Autor der Studie. Wenn Proteasen gehemmt werden, können Zellen viele wichtige Funktionen - wie zum Beispiel die Replikation - nicht ausführen.

"Einer der Schwerpunkte unseres Labors ist es, Nutrazeutika in Nahrungsmitteln oder Heilpflanzen zu finden, die entweder die Anheftung eines Virus an menschliche Zellen oder die Vermehrung eines Virus in menschlichen Zellen hemmen", so Xie.

In der Studie führten die Forscher des NC State sowohl Computersimulationen als auch Laborstudien durch, die zeigten, wie die so genannte "Haupt-Protease" (Mpro) im SARS-CoV-2-Virus reagierte, wenn sie mit einer Reihe verschiedener pflanzenchemischer Verbindungen konfrontiert wurde, die bereits für ihre starken entzündungshemmenden und antioxidativen Eigenschaften bekannt sind.

"Mpro in SARS-CoV-2 wird benötigt, damit sich das Virus replizieren und assemblieren kann", sagte Xie. "Wenn wir diese Protease hemmen oder deaktivieren können, wird das Virus sterben."

Computersimulationen zeigten, dass die untersuchten chemischen Verbindungen aus grünem Tee, zwei Sorten Muskadintrauben, Kakaopulver und dunkler Schokolade in der Lage waren, sich an verschiedene Anteile von Mpro zu binden.

"Mpro hat eine Portion, die wie eine 'Tasche' aussieht, die durch die chemischen Verbindungen 'gefüllt' wurde", sagte Xie. "Als diese Tasche gefüllt wurde, verlor die Protease ihre wichtige Funktion".

In-vitro-Laborversuche, die von Yue Zhu, einem Doktoranden des NC State in Xies Labor, durchgeführt wurden, zeigten ähnliche Ergebnisse. Die chemischen Verbindungen in grünem Tee und Muskadintrauben waren sehr erfolgreich bei der Hemmung der Mpro-Funktion; chemische Verbindungen in Kakaopulver und dunkler Schokolade reduzierten die Mpro-Aktivität um etwa die Hälfte.

"Grüner Tee enthält fünf getestete chemische Verbindungen, die sich an verschiedene Stellen in der Tasche an Mpro binden und es im Wesentlichen überwältigen, um seine Funktion zu hemmen", sagte Xie. "Muskadin-Trauben enthalten diese hemmenden Chemikalien in ihren Schalen und Kernen. Pflanzen verwenden diese Verbindungen, um sich selbst zu schützen, daher ist es nicht überraschend, dass Pflanzenblätter und -häute diese nützlichen Verbindungen enthalten.