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FLUORINE ATOMS ON C6H5-CORROLE AFFECT THE INTERACTION WITH MPRO AND PLPRO PROTEASES OF SARS-COV-2: MOLECULAR DOCKING AND 2D-QSAR APPROACHES
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Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Imunofarmacologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Desenvolvimento Tecnológico em Saúde / Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Inovação em Doenças Negligenciadas Populações Negligenciadas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro. Instituto de Química. Departamento de Química Orgânica. Seropédica, RJ, Brasil.
Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro. Instituto de Química. Departamento de Química Orgânica. Seropédica, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Imunofarmacologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Desenvolvimento Tecnológico em Saúde / Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Inovação em Doenças Negligenciadas Populações Negligenciadas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Imunofarmacologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Desenvolvimento Tecnológico em Saúde / Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Inovação em Doenças Negligenciadas Populações Negligenciadas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Pesquisa sobre o Timo. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Neuroimunomodulação (INCT/NIM). Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Imunofarmacologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Imunofarmacologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Desenvolvimento Tecnológico em Saúde / Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Inovação em Doenças Negligenciadas Populações Negligenciadas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil
Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro. Instituto de Química. Departamento de Química Orgânica. Seropédica, RJ, Brasil.
Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro. Instituto de Química. Departamento de Química Orgânica. Seropédica, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Imunofarmacologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Desenvolvimento Tecnológico em Saúde / Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Inovação em Doenças Negligenciadas Populações Negligenciadas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Imunofarmacologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Desenvolvimento Tecnológico em Saúde / Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Inovação em Doenças Negligenciadas Populações Negligenciadas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Pesquisa sobre o Timo. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Neuroimunomodulação (INCT/NIM). Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Imunofarmacologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Imunofarmacologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Desenvolvimento Tecnológico em Saúde / Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Inovação em Doenças Negligenciadas Populações Negligenciadas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil
Abstract
The chymotrypsin-like cysteine protease (3CLpro, also known as main protease—Mpro)
and papain-like protease (PLpro) of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2)
have been used as the main targets for screening potential synthetic inhibitors for posterior in vitro
evaluation of the most promising compounds. In this sense, the present work reports for the first
time the evaluation of the interaction between Mpro/PLpro with a series of 17 porphyrin analoguescorrole
(C1), meso-aryl-corrole (C2), and 15 fluorinated-meso-aryl-corrole derivatives (C3–C17) via
molecular docking calculations. The impact of fluorine atoms on meso-aryl-corrole structure was
also evaluated in terms of binding affinity and physical-chemical properties by two-dimensional
quantitative structure–activity relationship (2D-QSAR). The presence of phenyl moieties increased
the binding capacity of corrole for both proteases and depending on the position of fluorine atoms
might impact positively or negatively the binding capacity. For Mpro the para-fluorine atoms might
decrease drastically the binding capacity, while for PLpro there was a certain increase in the binding
affinity of fluorinated-corroles with the increase of fluorine atoms into meso-aryl-corrole structure
mainly from tri-fluorinated insertions. The 2D-QSAR models indicated two separated regions of
higher and lower affinity for Mpro:C1–C17 based on dual electronic parameters ( I and R), as well
as one model was obtained with a correlation between the docking score value of Mpro:C2–C17 and
the corresponding 13C nuclear magnetic resonance (NMR) chemical shifts of the sp2 carbon atoms
( C-1 and C-2) of C2–C17. Overall, the fluorinated-meso-aryl-corrole derivatives showed favorable
in silico parameters as potential synthetic compounds for future in vitro assays on the inhibition of
SARS-CoV-2 replication.
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