Journal of Ilam University of Medical Sciences

fa ارزیابی بیولوژیکی کروناویروس‌‌ها و مطالعۀ داکینگ مولکولی، لینالول و تیمول به‌ عنوان مهارکنندۀ پروتئین orf1ab و نقش ویروس SARS-CoV-2 در بیوتروریسم Biological Evaluation of Coronaviruses and the Study of Molecular Docking, Linalool, and Thymol as orf1ab Protein Inhibitors and the Role of SARS-CoV-2 Virus in Bioterrorism بهداشت و محيط زيست environmental healt پژوهشي Research مقدمه: کروناویروس‌‌ها جزء ویروس‌های پوشش‌‌دار با منشأ جانوری هستند که علاوه بر بیماری تنفسی و گوارشی، در بیماری‌های عصبی نیز دیده شده‌‌اند؛ همچنین برخی از گونه‌های آن‌‌ سبب نفریت گشته‌ و یا در بیماران مبتلا به ام‌اس و هپاتیت موش نیز دیده شده‌اند؛ اما در مجموع، مهم‌ترین تأثیر کروناویروس‌ها بر سیستم تنفسی و گوارشی است. هدف از تحقیق حاضر مقایسۀ ژنوم ویروس SARS-CoV-2 با سایر ویروس‌‌های خانوادۀ کروناویروس، بررسی احتمال ساختگی بودن آن و درنهایت، ارزیابی تأثیر لینالول و تیمول بر فعالیت نداشتن پروتئین orf1ab ویروس SARS-CoV-2 است. مواد و روش‌‌ها: توالی ژنوم ویروس‌های خانوادۀ Coronaviridae از پایگاه NCBI تهیه و پس از هم‌ردیف شدن، تعداد جهش‌‌ها، تنوع نوکلئوتیدی، تعداد جایگاه‌هایی که در آن‌ها جایگزینی مشابه اتفاق افتاده، خوشه‌بندی، تعیین شباهت و فاصلۀ ژنتیکی و شاخص dN/dS ارزیابی شد. ساختار سه‌بعدی پروتئین orf1ab پیش‌‌بینی و دقت الگوی پیش‌بینی‌شده بررسی گردید. موتیف و دومین‌‌های حفاظت‌شده برای ژن orf1ab در همۀ ویروس‌‌های خانوادۀ Coronaviridae و همچنین دومین‌های غشایی، سیتوپلاسمی و کینازی در orf1ab ویروس SARS-CoV-2 بررسی شد. برای داکینگ مولکولی، از لینالول (مهم‌ترین مادۀ تشنه‌‌داری Scrophularia striata) گیاه مدل یعنی آرابیدوپسیس و تیمول (Thymol) (مهم‌ترین مادۀ زنیان) برای فعالیت نداشتن پروتئین orf1ab کروناویروس SARS-CoV-2 استفاده گردید. یافته‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های پژوهش: ویروس SARS-CoV-2، 11 دومین حفاظت‌‌شده و از سویی، 11 ژن دارد. حضور دومین‌های NSP13 super family و SUD-M super family در ژنوم ویروس SARS-CoV-2، نشان‌دهندۀ توانایی و تلاش این ویروس برای پایداری بیشتر در محیط است. بر اساس مقدار عددی شاخص‌های dN/dS (036/1) و Tajima´s D (39/4) برای orf1ab، شیب تغییرات در طول تکامل برای ژن orf1ab بسیار کند و عدم انتخاب جهت‌دار در تغییرات ویروس‌‌ها است. بر اساس بیشترین اثر متقابل میان پروتئین لینالول و پروتئین orf1ab (0/41-) و بیشترین دقت (172/0) و بر اساس کمتـــرین سطــــح انــــرژی (Kcal/mol23/6-ΔG=) و بهترین ترکیب (Kcal/mol18/1340-Full Fitness=) میان مادۀ فیتوشیمیایی تیمول و پروتئین orf1ab، نتایج داکینگ مولکولی نشان داد که هم پروتئین لینالول و هم مادۀ تیمول بر پروتئین orf1ab پیوند گردیده و مانع فعالیت آن خواهند شد. بحث و نتیجه‌گیری: لینالول و تیمول بر فعالیت نداشتن پروتئین orf1ab ویروس SARS-CoV-2 مؤثر بوده‌اند، هرچند برای اثبات این قضایا، باید تست بالینی خاصیت درمانی لینالول و تیمول انجام و در صورت تائید، استفاده از آن پیشنهاد شود. ضمناً با بررسی شاخص dN/dS، شاخص D و ارزیابی سینگلتن‌‌‌‌‌‌ها، دومین‌‌ها و مناطق حفاظت‌‌شدۀ همۀ ویروس‌‌ها مشخص شد که ویروس SARS-CoV-2 نمی‌تواند ساختگی باشد.   Introduction: Coronaviruses are animal-derived enveloped viruses that in addition to respiratory and digestive diseases have also been found in neurological diseases, some of which have caused nephritis or have been observed in patients with Multiple Sclerosis and mouse hepatitis. However, in general, the most important effect of coronaviruses is on the respiratory and digestive systems. This study aimed to compare the genome of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-28) with that of other viruses of the coronavirus family. Moreover, it was attempted to investigate the possibility of its falsification and finally evaluate the effect of linalool and thymol on the inactivity of the orf1ab protein of SARS-CoV-2.   Materials & Methods: The Coronaviridae family virus genome sequence was obtained from the NCBI database. After alignment, the number of mutations, nucleotide diversity, number of sites in which the same substitution occurred, clustering, similarity and genetic distance, as well as dN/dS index were evaluated in this study. The three-dimensional structure of the orf1ab protein prediction and the accuracy of the predicted model was also investigated. Furthermore, this study examined the motif and the domains conserved for the orf1ab gene in all viruses of the Coronaviridae family, as well as the membrane, cytoplasm, and kinase domains in the orf1ab virus of SARS-CoV-2. Regarding the molecular docking, linalool (the most important thirst-suppressing substance of Scrophularia striata) of the model plant (i.e., araboidopsis) and thymol (the most important ingredient of Trachyspermum ammi L.) were used to prevent the inactivation of the orf1ab protein of SARS-CoV-2.Ethics code: IR.UOZ.REC.1399.003   Findings: The SARS-CoV-2 virus has 11 conserved domains and 11 genes. The presence of the NSP13 superfamily and SUD-M superfamily in the SARS-CoV-2 virus genome indicate the ability and effort of this virus to be more stable in the environment. Based on the numerical value of dN/dS (1.036) and Tajima´s D (4.39) for orf1ab, the slope of the changes during evolution for the orf1ab gene is very slow, and there is no choice of direction in virus changes. Based on the highest interaction between linalool protein and orf1ab protein (-41.0), the highest accuracy (0.172), lowest energy level (ΔG=-6.23Kcal/mol), and the best combination (Full Fitness=-1340.18 Kcal/mol) between thymol phytochemical and orf1ab protein, molecular docking results showed that both linalool protein and thymol substance bound to orf1ab protein and inhibited its activity.   Discussions & Conclusions: Linalol and thymol affected the inactivity of the orf1ab protein in the SARS-CoV-2 virus. However, clinical trials on linalool and thymol should be performed to confirm these hypotheses. If the hypothesis approves, it is suggested to use them in this regard. In addition, by examining the dN/dS indices, as well as evaluating the singletons, domains, and conserved areas of all viruses, it was found that the SARS-CoV-2 virus could not be purposefully manipulated.   زنیان, تشنه‌‌داری, آویشن, کوویدـ19 Carum copticum, COVID-19, Scrophularia striata, Zataria multiflora 77 96 http://sjimu.medilam.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-3475-5&slc_lang=fa&sid=1 Bahman Fazeli nasab بهمن فاضلی نسب bfazelinasab@gmail.com 9600319475328460043019 0000000232688351 Yes Research Dept of Agronomy and Plant Breeding, Agricultural Research Institute, University of Zabol, Zabol, Iran گروه پژوهشی زراعت و اصلاح نباتات، پژوهشکده کشاورزی، دانشگاه زابل، زابل، ایران