Глицирризиновая кислота (ГК) является основным активным компонентом корня солодки (Glycyrrhiza glabra). Имеется много данных о противовирусной активности глицирризиновой кислоты, в том числе об активности в отношении SARS-коронавируса. Одним из возможных механизмов противовирусного действия считается предотвращение слияния оболочки вируса с плазматической мембраной клетки-хозяина. Ингибирование Е-белка снижает вирусную патогенность, что позволяет предположить, что Е-белок является потенциальной противовирусной мишенью. Роль Е-белка в функционировании и патогенезе коронавирусов в целом и SARS-CoV-2 в частности неясна. Проверялась гипотеза о направленном воздействии глицирризиновой кислоты на Е-белок коронавируса.

Взаимодействие ГК с липидными мембранами изучалось на модели липосом (DOPC, POPC, DPPC) и бицелл DMPC/DHPC. Используя разные методы ЯМР-спектроскопии (измерение времени Т1 и Т2 релаксации, NOESY), были получены доказательства того, что ГК встраивается в липидный бислой. Методом NOESY получено подтверждение наличия взаимодействия между ГК и трансмембранным доменом Е-белка SARS-CoV-2 (ETM) в водной среде. Встраивание ЕТМ в бислой оценивали по изменению времен релаксации Т1, которые связаны с изменением подвижности. Времена релаксации протонов и фосфора липидов уменьшались для бицелл с ETM, добавление ГК влияло на время релаксации фосфора и протонов терминальных CH3-групп, но не затрагивало N+(CH3)3-группы. Для определения локализации ETM и молекул глицирризиновой кислоты в липидном бислое использовали ЯМР-спектроскопию с эффектом Оверхаузера (NOESY). Было получено прямое подтверждение, что и глицирризиновая кислота, и трансмембранный домен Е-белка встраиваются в липидный бислой.. При этом времена релаксации для пептида существенно изменялись в присутствии ГК, что свидетельствует об опосредованном влиянии ГК на ЕТМ.

Работа выполнена при финансовой поддержке РНФ № MK-1580.2021.1.3.

Glycyrrhizic acid (GA) is the main active ingredient in licorice root (Glycyrrhiza glabra). There is much data on the antiviral activity of glycyrrhizic acid, including activity against SARS-coronavirus. One of the possible mechanisms of antiviral action is considered to be the prevention of the fusion of the virus envelope with the plasma membrane of the host cell. E-protein inhibition reduces viral pathogenicity, suggesting that E-protein is a potential antiviral target. The role of the E-protein in the functioning and pathogenesis of coronaviruses in general and SARS-CoV-2 in particular is unclear. The hypothesis about the directed effect of glycyrrhizic acid on the E-protein of the coronavirus was tested.

The interaction of GA with lipid membranes was studied using the model of liposomes (DOPC, POPC, DPPC) and DMPC/DHPC bicelles. Using different methods of NMR spectroscopy (T1 and T2 relaxation times, NOESY), evidence was obtained that GA is incorporated into the lipid bilayer. The confirmation of the presence of interaction between GA and the transmembrane domain of the SARS-CoV-2 (ETM) E-protein in the aquatic environment was obtained. The incorporation of ETM into the bilayer was assessed by the change in relaxation times T1, which are associated with changes in mobility. The relaxation times of protons and phosphorus of lipids decreased for bicelles with ETM, the addition of GA affected the relaxation time of phosphorus and protons of terminal CH3 groups, but did not affect N+(CH3)3 groups. Nuclear overhauser effect spectroscopy (NOESY) was used to determine the localization of ETM and glycyrrhizic acid molecules in the lipid bilayer. It has been directly confirmed that both glycyrrhizic acid and the E-protein transmembrane domain are inserted into the lipid bilayer. At the same time, the relaxation times for the peptide changed significantly in the presence of GA, which indicates the indirect effect of GA on ETM.

This work was financially supported by the Council on Grants of the President of the Russian Federation (Project No. MK-1580.2021.1.3).