Acoplamiento molecular entre la proteína viral 1 del virus de la enfermedad infecciosa Bursal y fitoconstituyentes de Withania somnifera (L.) Dunal : un enfoque computacional

Abstract

La enfermedad infecciosa bursal es una patología de origen viral que afecta a aves de corral ocasionando una alta tasa de mortalidad. Las vacunas existentes se enfrentan al problema de la aparición de nuevas cepas, por lo que se realizan búsquedas de moléculas con potencial afinidad de unión a proteínas virales. El extracto de Withania somnífera interviene en la replicación del virus de la bursitis infecciosa, pero el posible mecanismo de acción no es bien conocido. El objetivo de este estudio fue identificar a través de métodos in silico los fitoconstituyentes de W. somnifera con afinidad de unión al sitio activo de la proteína viral 1 (VP1) del virus de la bursitis infecciosa. Se realizaron pruebas de acoplamiento molecular entre la VP1 y 27 fitoconstituyentes descritos en W. somnifera. Los datos de energía de unión obtenidos fueron analizados con el test de Kruskal-Wallis y la prueba de Dunn (p<0.05). Los resultados evidenciaron que los compuestos somniferina, witanólido A, witanólido N, witanólido R, witanólido S y witasomniferol C presentaron energía libre de interacción significativamente favorables (p<0.001) con valores de -8.92±0.15, -7.98±0.20, -7.56±0.28, -8.09±0.01, -8.39±0.01 y -7.99±0.23 kcal.mol-1, respectivamente. Los residuos identificados en las interacciones entre la VP1 y los fitoconstituyentes fueron Arg175, Arg335, Asp402, Asn403, Lys419, Glu421 y Asn493, los cuales poseen funciones cruciales en el proceso de replicación del genoma viral. El fitoconstituyente con mejor resultado de acoplamiento con la VP1 fue la somniferina, la cual demostró afinidades de interacción favorable por el sitio activo de la proteína; sin embargo, se requiere la validación experimental in vitro de estas observaciones.

Infectious bursal disease is a pathology of viral origin that affects poultry, causing a high mortality rate. Existing vaccines face the problem of the appearance of new strains, so searches are made for molecules with potential binding affinity to viral proteins. Withania somnifera extract is involved in the replication of infectious bursitis virus, but the possible mechanism of action is not well understood. The aim of this study was to identify, through in silico methods, the phytoconstituents of W. somnifera with binding affinity to the active site of viral protein 1 (VP1) of infectious bursal disease virus. Molecular docking assays were performed between VP1 and 27 phytoconstituents described in W. somnifera. The binding energy data obtained were analysed with the Kruskal-Wallis test and Dunn’s test (p<0.05). The results showed that the compounds somniferin, withanolide A, withanolide N, withanolide R, withanolide S and witasomniferol C presented significantly favourable binding free energy (p<0.001) with values of -8.92±0.15, -7.98±0.20, -7.56± 0.28, -8.09±0.01, -8.39±0.01 and -7.99±0.23 kcal.mol-1, respectively. The residues identified in the interactions between VP1 and the phytoconstituents were Arg175, Arg335, Asp402, Asn403, Lys419, Glu421 and Asn493, which possess crucial functions in the viral genome replication process. The phytoconstituent with the best docking result to VP1 was somniferin, which showed favourable binding affinities to the active site of the protein; however, in vitro experimental validation of these observations is required.