• 제목/요약/키워드: 3D-CoMFA

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3D-QSAR Analysis and Molecular Docking of Thiosemicarbazone Analogues as a Potent Tyrosinase Inhibitor

  • Park, Joon-Ho;Sung, Nack-Do
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제32권4호
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    • pp.1241-1248
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    • 2011
  • Three dimensional quantitative structure-activity relationships (3D-QSARs) between new thiosemicarbazone analogues (1-31) as a substrate molecule and their inhibitory activity against tyrosinase as a receptor were performed and discussed quantitatively using CoMFA (comparative molecular field analysis) and CoMSIA (comparative molecular similarity indices analysis) methods. According to the optimized CoMSIA 2 model obtained from the above procedure, inhibitory activities were mainly dependent upon H-bond acceptor favored field (36.5%) of substrate molecules. The optimized CoMSIA 2 model, with the sensitivity of the perturbation and the prediction, produced by a progressive scrambling analysis was not dependent on chance correlation. From molecular docking studies, it is supposed that the inhibitory activation of the substrate molecules against tyrosinase (PDB code: 1WX2) would not take place via uncompetitive inhibition forming a chelate between copper atoms in the active site of tyrosinase and thiosemicarbazone moieties of the substrate molecules, but via competitive inhibition based on H-bonding.

해양균류의 Tyrosinase 저해활성 검색 (Screening of Tyrosinase Inhibiting Activity from the Marine-Derived Fungus)

  • ;;정지헌;이강태;최홍대;손병화
    • 생약학회지
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    • 제34권2호통권133호
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    • pp.138-141
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    • 2003
  • In order to screen new tyrosinase inhibiting principle which is expected to be a new biofunctional skin whitening cosmetics, we have isolated 600 strains of the marine- derived fungi and investigated tyrosinase inhibiting activity for their acetone extracts. The significant activities (>70% Inhibition) were observed in the extract of 10 strains of fungi (MFA7, MFA27, MFA58, MFA317, MFA318, MFA345, MFA412, MFA552, MFA562, MFA581). These active strains were cultured in SWS medium with 1 L scale and the resulting broth and mycelium were extracted to afford mycelium extract (000M) and broth extract (000B), respectively. Tyrosinase inhibiting activity for all extracts has been tested. As the results, the broth extracts of 4 strains (27B, 58B, 552B and 581B) exhibited relatively high levels of activity of $IC_{50}$ values of $3.0-19.0\;{\mu}g/mL$. The active component of 581B was purified by assay-guided isolation to yield the known kojic acid (1), and its structure was determined by physicochemical evidence. Kojic acid showed the significant tyrosinase inhibitory activity with $IC_{50}$ values of $12.0\;{\mu}M$.

토마토 역병균 항균 활성 데이터의 이분번 근사모델링 (Two Class Approximation of TLB (Tomato Late Blight) Activity Data)

  • 한호규;;조승주
    • 농약과학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.140-145
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    • 2005
  • 정량적 구조 활성관계 모델링은 물리적인 성질과 생물학적 활성이 관계 있다는 것을 전제로 한다. 그러나, 퍼센트 활성과 같은 데이터들은 모델링에 많이 활용되지 않았다. 이것의 중요한 이유중의 하나는 이러한 값들이 정량적이 아니고 정성적인 데에 있다. 본 연구에서는 분자모델링에 퍼센트활성 데이터를 활용하기 위하여 데이터 값들을 2개의 계층으로 분류하고 CoMFA(비교분자장)를 판별함수로 활용하였다. 즉, 베타-케토아세트아닐라이드 유도체들의 토마토 역병균에 대한 항균력 시험의 퍼센트 활성 데이터를, 한 계층은 활성이 있는 것, 다른 계층은 활성이 없는 것으로 나누었다. 특히, CoMFA를 활용함으로써 화학적인 이해에 중요한 3차원적인 정보를 얻을 수 있었다. 이 모델은 주어진 데이타를 98%의 정확도로 설명하였으며, LOO 검증을 해본 결과 예측력은 약 69% 정도였다 이 결과는 활성 데이터를 근사적으로 2개의 계급으로 나누고 CoMFA를 활용하는 방식이 구조활성관계를 이해하고 화합물 유도체를 합성하는데 활용될 수 있음을 보여준다.

4-Methyl-2H-benzopyran-2-one 유도체들의 항산화 활성에 관한 Benzo 고리상 치환기들의 영향 (The Influence of the Substituents on the Benzo Ring for Antioxidant Activity of 4-Methyl-2H-benzopyran-2-one Analogues)

  • 최원석;이재황;조윤기;성낙도
    • Journal of Applied Biological Chemistry
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    • 제53권2호
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    • pp.99-104
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    • 2010
  • 3차원적인 정량적 구조-활성상관(3D-QSAR: 비교분자 유사성지수분석(CoMSIA) 및 비교분자장분석(CoMFA)) 기법에 기초하여 4-Methyl-2H-benzopyran-2-one 유도체들(1-23)의 항산화활성에 관한 benzo 고리상 치환기($R_1-R_4$)들의 영향을 정량적으로 검토하였다. CoMSIA 모델은 CoMFA 모델보다 통계적으로 양호하였으며 최적화된 CoMSIA 2 모델의 예측성($q^2$=0.700)과 상관성($r^2$=0.979)이 가장 양호하였다. 항산화 활성에 관한 CoMSIA 2 모델의 기여비율(%)은 수소결합 주게장(HD) 43.5%, 정전기장(E) 41.8% 및 입체장(S) 14.7%로 정전기장과 H-결합 주게장이 항산화활성에 가장 큰 영향을 미치는 요소이었다. CoMSIA 등고도 분석결과, benzo 고리상에 양하전을 선호하며, 그리고 H-결합주게가 아닌 치환기($R_1-R_4$)들이 항산화활성을 증가시킬 것으로 예상되었다.

Imidacloprid 유도체 중 imidazol 고리상 N-치환체들의 살충활성에 대한 3D-QSAR 분석 (3D-QSAR Analysis on the Insecticidal Activities of N-Substituents on Imidazol Ring in Imidacloprid Analogues)

  • 성민규;김세곤;성낙도
    • 농약과학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.131-137
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    • 2007
  • 상이한 정렬조건에서 imidaclopid 유도체 중, imidazol 고리상 N-치환체(X)들의 벼멸구(Nilaparvata lugens)에 대한 살충활성에 관하여 CoMFA 및 CoMSIA 모델을 유도하고 정량적으로 검토하였다. 두 최적 모델의 예측성($q^2$ 또는 $r_{cv.}^2$)과 상관성($r_{ncv.}^2$)은 field fit (FF) 정렬보다 atom based fit (AF) 정렬조건의 모델이 좋았으며 CoMFA (A5) 모델보다 CoMSIA (A10) 모델이 더 좋았다. 최적의 CoMSIA (A10) 모델로부터 N-치환체(X)들에 의한 살충활성은 주로 정전기장과 수소결합 받게장에 의존적이었다. 그러므로 CoMSIA (A10) 모델의 등고도로부터 benzoyl 고리(X)상 ortho- 위치에는 양전하, carbonyl기의 산소원자 부분에는 음전하가 큰 작용기일수록 그리고 ortho- 및 meta- 위치의 수소결합 받게가 살충활성을 개선하는데 크게 기여할 것으로 예측되었다.

3D-QSAR, Docking and Molecular Dynamics Simulation Study of C-Glycosylflavones as GSK-3β Inhibitors

  • Ghosh, Suparna;Keretsu, Seketoulie;Cho, Seung Joo
    • 통합자연과학논문집
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    • 제13권4호
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    • pp.170-180
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    • 2020
  • Abnormal regulation, hyperphosphorylation, and aggregation of the tau protein are the hallmark of several types of dementia, including Alzheimer's Disease. Increased activity of Glycogen Synthase Kinase-3β (GSK-3β) in the Central Nervous System (CNS), increased the tau hyperphosphorylation and caused the neurofibrillary tangles (NFTs) formation in the brain cells. Over the last two decades, numerous adenosine triphosphate (ATP) competitive inhibitors have been discovered that show inhibitory activity against GSK-3β. But these compounds exhibited off-target effects which motivated researchers to find new GSK-3β inhibitors. In the present study, we have collected the dataset of 31 C-Glycosylflavones derivatives that showed inhibitory activity against GSK-3β. Among the dataset, the most active compound was docked with the GSK-3β and molecular dynamics (MD) simulation was performed for 50 ns. Based on the 50 ns MD pose of the most active compound, the other dataset compounds were sketched, minimized, and aligned. The 3D-QSAR based Comparative Molecular Field Analysis (CoMFA) model was developed, which showed a reasonable value of q2=0.664 and r2=0.920. The contour maps generated based on the CoMFA model elaborated on the favorable substitutions at the R2 position. This study could assist in the future development of new GSK-3β inhibitors.

비교 분자장 분석 (CoMFA) 방법에 따른 1-(5-methyl-3-phenylisoxazolin-5-yl)methoxy-2-chloro-4-fluoro-benzene 유도체들의 Protox 저해 활성에 관한 이해 (Understanding the protox inhibition activity of novel 1-(5-methyl-3-phenylisoxazolin-5-yl)methoxy-2-chloro-4-fluorobenzene derivatives using comparative molecular field analysis (CoMFA) methodology)

  • 성낙도;송종환;양숙영;박경용
    • 농약과학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.151-161
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    • 2004
  • 새로운 1-(5-methyl-3-phenylisoxazolin-5-yl)methoxy-2-chloro-4-fluorobenzene 유도체들의 phenyl 고리에 R-치환기와 치환기가 도입된 A=3,4,5,6-tetrahyophthalimino, B=3-chloro-4,5,6,7-tetrahydro-2H-indazolyl 및 C=3,4-dimethylmaleimino 치환체들에 의한 벼(Orysa sativa L.)와 논피 (Echinochloa crus-galli) 뿌리와 줄기 부위의 살초활성에 관한 3차원 구조-활성관계(3D-QSAR)를 Gasteiger-Huckel 전하를 사용하여 비교 분자장 분석(CoMFA) 방법으로 연구하였다. 두 초종의 뿌리와 줄기의 살초 활성에 대한 4개의 CoMFA 모델들은 46개 화합물로 구성된 training set로부터 유도되었으며 각 모델들은 8개 화합물의 각 test set에 의하여 예측성이 평가되었다. Standard field, indicator field 및 H-bond field를 조합한 조건(SIH)에서 유도된 모델들의 통계결과는 cross-validated $r^2_{cv.}$$(q^2=0.635\sim0.924)$과 non cross-validated, $r^2_{ncv}$ $(0.928\sim0.977)$값 그리고 PRESS 값$(0.091\sim0.156)$에 근거하여 매우 양호한 예측성을 나타내었다. 그리고 살초 활성은 분자의 입체장$(74.3\sim87.4%)$, 정전기장$(10.10\sim18.5%)$ 및 소수성장$(1.10\sim8.30%)$과 높은 상관성을 보였으며 입체장이 살초 활성에 가장 중요한 요소이었다. 이같은 CoMFA 분석 결과로부터, 이종 간 선택적이며 고 활성의 protox 저해제들이 X-치환기의 수식에 의하여 설계될 수 있을 것임을 알았다.

3D-QSAR Study on Imidazopyridazines Derivatives as Potent Pim-1 Kinase Inhibitors using Region-Focused CoMFA

  • Balasubramanian, Pavithra K.;Balupuri, Anand;Cho, Seung Joo
    • 통합자연과학논문집
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    • 제10권2호
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    • pp.95-104
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    • 2017
  • Proviral Integration site of Moloney (Pim) murine Leukemia virus kinases is a serine/threonine specific protein kinase. It is largely involved in cell survival and proliferation. Pim-1 phosphorylates multiple cellular substrates to inhibit apoptosis and promote cell cycle progression. Over expression of Pim-1 kinase is observed in a range of malignancies and various solid cancers. High level of Pim-1 expression is seen in myeloma, acute myeloid leukemia, prostate cancer and liver carcinomas. Hence, Pim-1 is considered as an interesting cancer target. In the present study, we have performed region-focused CoMFA study on a series of imidazopyridazine derivatives as Pim-1 kinase inhibitors. A statistically acceptable region-focused CoMFA model ($q^2=0.571$; ONC=3; $r^2=0.909$) was developed. The model was then validated using Bootsrapping and progressive sampling. The contour map highlighted the regions favorable to increase the activity. Bulky substitutions in $R^2$ position of the phenyl ring could increase the activity. Similarly, small negative substitution in the $R^1$ position of the Pyridine ring could increase the activity considerably. Our results will be useful to design novel Pim-1 kinase inhibitors of this series.

홀로그램(H) QSAR 방법에 따른 1-(5-methyl-3-phenylisoxazolin-5-yl)methoxy-2-chloro-4-fluorobenzene 유도체들의 Protox 저해 활성에 관한 이해 (Understanding the Protox Inhibition Activity of Novel 1-(5-methyl-3-phenylisoxazolin-5-yl)methoxy-2-chloro-4-fluorobenzene Derivatives Using Holographic Quantitative Structure-Activity Relationship (HQSAR) Methodology)

  • 송종환;박경용;성낙도
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제47권3호
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    • pp.351-356
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    • 2004
  • HQSAR 방법으로 일련의 새로운 1-(5-methyl-3-phenylisoxazolin-5-yl)methoxy-2-chloro-4-fluorobenzene 유도체들중 A = 3,4,5,6-tetrahydrophthalimino, B = 3-chloro-4,5,6,7-tetrahydro-2H-indazolyl 및 C = 3,4-dimethylmaleimino 치환체들의 구조 변화에 따른 벼(Orysa sativa L.)와 논피(Echinochloa crus-galli) 뿌리와 줄기부위 사이의 살초활성 관계를 연구하였다. 두 가지 초종의 뿌리와 줄기의 살초활성에 대하여 유도된 4개의 HQSAR 모델들은 예측성, cross-validated $r^2\;_{cv.}$$(q^2\;=\;0.760{\sim}0.924)$, non-cross-validated 상관계수$(r^2\;_{cv.}\;=\;0.868{\sim}0.970)$ 및 PRESS 값$(0.123{\sim}0.261)$에 근거하여 매우 양호한 통계값들을 나타내었다. 유도된 HQSAR 모델들은 벼 보다는 논피에 대하여 양호한 경향을 나타내었으며 CoMFA 모델에 비하여 예측성은 좋았으나$(q^2\;=\;HQSAR\;>\;CoMFA)$ 저해활성과의 상관성은 약간 낮은$(r^2\;=\;HQSAR\;<\;CoMFA)$ 경향이었다. 또한, HQSAR 기여도로부터 논피에 대한 선택적인 살초활성은 2-fluoro-4-chloro-5-alkoxy anilino 및 C-phenyl 고리상 $R_3-$치환기에 의존적임을 알았다.