Hepatocellular carcinoma (HCC) related to hepatitis B virus (HBV) and hepatitis C virus (HCV) infections is thought to account for more than 80% of primary liver cancers. Both HBV and HCV can establish chronic liver inflammatory infections, altering hepatocyte and liver physiology with potential liver disease progression and HCC development. Cyclophilin A (CypA) has been identified as an essential host factor for the HCV replication by physically interacting with the HCV non structural protein NS5A that in turn interacts with RNA-dependent RNA polymerase NS5B. CypA, a cytosolic binding protein of the immunosuppressive drug cyclosporine A, is overexpressed in many cancer types and often associated with malignant transformation. Therefore, CypA can be a good target for molecular cancer therapy. Because of antiviral activity, the CypA inhibitors have been tested for the treatment of chronic hepatitis C. Nonimmunosuppressive Cyp inhibitors such as NIM811, SCY-635, and Alisporivir have attracted more interests for appropriating CypA for antiviral chemotherapeutic target on HCV infection. This review describes CypA inhibitors as a potential HCC treatment tool that is contrived by their obstructing chronic HCV infection and summarizes roles of CypA in cancer development.
Aminoacyl-tRNA synthetases (aaRSs) play vital roles in protein biosynthesis of living organisms and are interesting antibacterial drug targets. In order to find out new inhibitor candidate molecules as antibacterial agent, the binding modes of the candidate molecules were investigated at the active sites of aaRSs by molecular docking study. The docking simulations were performed with 48 compounds from four different scaffolds into the eight different aaRSs. The results show that scaffolds 3 and 4 compounds have consistently better binding capabilities, specifically for HisRS (E. coli) and IleRS (S. aureus). The binding modes of the best compounds with the proteins were well compatible with those of two ligands in crystal structures. Therefore, we expect that the final compounds we present may have reasonable aaRS inhibitory activity.
Apurinic/apyrimidinic endonuclease 1 (APE1) is an enzyme responsible for the initial step in the base excision repair pathway and is known to be a potential drug target for treating cancers, because its expression is associated with resistance to DNA-damaging anticancer agents. Although several inhibitors already have been identified, the identification of novel kinds of potential inhibitors of APE1 could provide a seed for the development of improved anticancer drugs. For this purpose, we first classified known inhibitors of APE1. According to the classification, we constructed two distinct pharmacophore models. We screened more than 3 million lead-like compounds using the pharmacophores. Hits that fulfilled the features of the pharmacophore models were identified. In addition to the pharmacophore screen, we carried out molecular docking to prioritize hits. Based on these processes, we ultimately identified 1,338 potential inhibitors of APE1 with predicted binding affinities to the enzyme.
Notch signaling is controlled at multiple levels. In particular, stabilized Notch receptor activation directly affects the transcriptional activations of Notch target genes. Although some progress has been made in terms of defining the regulatory mechanism that alters Notch stability, it has not been determined whether Notch1/NICD stability is regulated by $GSK-3{\alpha}$. Here, we show that Notch1/NICD levels are significantly regulated by $GSK-3{\beta}$ and by $GSK-3{\alpha}$. Treatment with LiCl (a specific GSK-3 inhibitor) or the overexpression of the kinase-inactive forms of $GSK-3{\alpha}/{\beta}$ significantly increased Notch1/NICD levels. Endogenous NICD levels were also increased by either $GSK-3{\alpha}/{\beta}$- or $GSK-3{\alpha}$-specific siRNA. Furthermore, it was found that $GSK-3{\alpha}$ binds to Notch1. Deletion analysis showed that at least three Thr residues in Notch1 (Thr-1851, 2123, and 2125) are critical for its response to LiCl, which increased not only the transcriptional activity of endogenous NICD but also Hes1 mRNA levels. Taken together, our results indicate that $GSK-3{\alpha}$ is a negative regulator of Notch1/NICD.
Banik, Samudra Prosad;Pal, Swagata;Chowdhury, Sudeshna;Ghorai, Shakuntala;Khowala, Suman
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제21권4호
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pp.412-420
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2011
Secretion of cellobiase occurred in a brefeldin A (BFA) uninhibited manner in the filamentous fungus Termitomyces clypeatus. Fluorescence confocal microscopy revealed that application of the drug at a concentration of 50 ${\mu}g$/ml caused arrest of Spitzenkorper assembly at the hyphal tip. This resulted in greater than 30% inhibition of total protein secretion in the culture medium. However, the cellobiase titer increased by 17%, and an additional 13% was localized in the vacuolar fraction en route secretion. The secretory vacuoles formed in the presence of the drug were also found to be bigger (68 nm) than those in the control cultures (40 nm). The enzyme secreted in the presence and absence of BFA revealed a single activity band in both cases in native PAGE and had similar molecular masses (approx. 120 kDa) in SDS-PAGE. The BFA enzyme retained 72% of native glycosylation. It also exhibited a higher stability and retained 98% activity at $50^{\circ}C$, 93.3% activity at pH 9, 63.64% activity in the presence of 1M guanidium hydrochloride, and 50% activity at a glucose concentration of 10 mg/ml in comparison to 68% activity, 75% activity, 36% activity, and 19% activity for the control enzyme, respectively. The observations collectively aimed at the operation of an alternative secretory pathway, distinct from the target of brefeldin A, which bypassed the Golgi apparatus, but still was able to deliver the cargo to the vacuoles for secretion. This can be utilized in selectively enhancing the yield and stability of glycosidases for a successful industrial recipe.
Jagadeb, Manaswini;Konkimalla, V. Badireenath;Rath, Surya Narayan;Das, Rohit Pritam
Genomics & Informatics
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제12권4호
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pp.283-288
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2014
Among all serious diseases globally, diabetes (type 1 and type 2) still poses a major challenge to the world population. Several target proteins have been identified, and the etiology causing diabetes has been reasonably well studied. But, there is still a gap in deciding on the choice of a drug, especially when the target is mutated. Mutations in the KCNJ11 gene, encoding the kir6.2 channel, are reported to be associated with congenital hyperinsulinism, having a major impact in causing type 1 diabetes, and due to the lack of its 3D structure, an attempt has been made to predict the structure of kir6.2, applying fold recognition methods. The current work is intended to investigate the affinity of four phytochemicals namely, curcumin (Curcuma longa), genistein (Genista tinctoria), piperine (Piper nigrum), and pterostilbene (Vitis vinifera) in a normal as well as in a mutant kir6.2 model by adopting a molecular docking methodology. The phytochemicals were docked in both wild and mutated kir6.2 models in two rounds: blind docking followed by ATP-binding pocket-specific docking. From the binding pockets, the common interacting amino acid residues participating strongly within the binding pocket were identified and compared. From the study, we conclude that these phytochemicals have strong affinity in both the normal and mutant kir6.2 model. This work would be helpful for further study of the phytochemicals above for the treatment of type 1 diabetes by targeting the kir6.2 channel.
Moringa oleifera is nowadays raising as the most preferred medicinal plant, as every part of the moringa plant has potential bioactive compounds which can be used as herbal medicines. Some bioactive compounds of M. oleifera possess potential anti-cancer properties which interact with the apoptosis protein p53 in cancer cell lines of oral squamous cell carcinoma. This research work focuses on the interaction among the selected bioactive compounds derived from M. oleifera with targeted apoptosis protein p53 from the apoptosis pathway to check whether the bioactive compound will induce apoptosis after the mutation in p53. To check the toxicity and drug-likeness of the selected bioactive compound derived from M. oleifera based on Lipinski's Rule of Five. Detailed analysis of the 3D structure of apoptosis protein p53. To analyze protein's active site by CASTp 3.0 server. Molecular docking and binding affinity were analyzed between protein p53 with selected bioactive compounds in order to find the most potential inhibitor against the target. This study shows the docking between the potential bioactive compounds with targeted apoptosis protein p53. Quercetin was the most potential bioactive compound whereas kaempferol shows poor affinity towards the targeted p53 protein in the apoptosis pathway. Thus, the objective of this research can provide an insight prediction towards M. oleifera derived bioactive compounds and target apoptosis protein p53 in the structural analysis for compound isolation and in-vivo experiments on the cancer cell line.
Objectives: This study examined the relative efficacies of a derivative of betulinic acid (dBA) and its poly (lactide-co-glycolide) (PLGA) nano-encapsulated form in A549 lung cancer cells in vivo and in co-mutagen [sodium arsenite (SA) + benzo[a]pyrene (BaP)]-induced lung cancer in mice in vivo. Methods: dBA was loaded with PLGA nanoparticles by using the standard solvent displacement method. The sizes and morphologies of nano-dBA (NdBA) were determined by using transmission electron microscopy (TEM), and their intracellular localization was verified by using confocal microscopy. The binding and interaction of NdBA with calf thymus deoxyribonucleic acid (CT-DNA) as a target were analyzed by using conventional circular dichroism (CD) and melting temperature (Tm) profile data. Apoptotic signalling cascades in vitro and in vivo were studied by using an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA); the ability of NdBA to cross the blood-brain barrier (BBB) was also examined. The stage of cell cycle arrest was confirmed by using a fluorescence-activated cell-sorting (FACS) data analysis. Results: The average size of the nanoparticles was ~ 110 nm. Confocal microscopy images confirmed the presence of NdBA in the cellular cytoplasm. The bio-physical properties of dBA and NdBA ascertained from the CD and the Tm profiles revealed that NdBA had greater interaction with the target DNA than dBA did. Both dBA and NdBA arrested cell proliferation at G0/G1, NdBA showing the greater effect. NdBA also induced a greater degree of cytotoxicity in A549 cells, but it had an insignificant cytotoxic effect in normal L6 cells. The results of flow cytometric, cytogenetial and histopathological studies in mice revealed that NdBA caused less nuclear condensation and DNA damage than dBA did. TEM images showed the presence of NdBA in brain samples of NdBA fed mice, indicating its ability to cross the BBB. Conclusion: Thus, compared to dBA, NdBA appears to have greater chemoprotective potential against lung cancer.
에듀테인먼트 시스템은 학습자가 문제를 효과적으로 인식하고, 문제를 해결하는 데 필요한 중요한 정보를 파악 분류하고, 배운 내용을 전달할 수 있도록 돕는 것을 목표로 한다. 에듀테인먼트를 활용한 콘텐츠는 과학 및 산업 분야의 교육 및 훈련에 유용하게 적용될 수 있다. 본 논문에서는 직관적인 멀티 모달 인터페이스를 활용하여 신약개발에서 활용되고 있는 가상스크리닝에 적용될 수 있는 에듀테인먼트 시스템을 제안한다. 본 연구에서는 분자 구조의 3D 모델을 효과적으로 조작하기 위해 입체 모니터를 활용하여 3차원(3D)거대 분자 모델링을 시각화 하였으며, 멀티 모달 인터페이스를 활용하여 분자 모델을 조작하고 있다. 본 시스템은 신약 개발 혹은 백신 개발에 있어 매우 중요한 방법 중의 하나인 가상 약물 선별 방법 중 하나 인 도킹 시뮬레이션 실험을 게임적 요소를 활용하여 쉽게 해결하는 방법을 제안하고 있다. 레벨 업 개념은 게임 요소가 객체와 사용자의 수에 의해 의존되는 바이오 게임 접근법을 활용하여 구현하였다. 실험 방법으로는 제안된 시스템의 신약 개발 과정에서 인간 면역 결핍 바이러스 (HIV)의 새로운 후보물질을 활용하여 바이러스의 활동 억제를 스크리닝하는 도킹 과정에서의 시간 측정으로 성능 비교 평가하였다.
Introduction: GTPases known as translation factor play a vital role as ribosomal subunit assembly chaperone. The bacterial Obg proteins ($Spo{\underline{0B}}$-associated ${\underline{G}}TP$-binding protein) belong to the subfamily of P-loop GTPase proteins and now it is considered as one of the new target for antibacterial drug. The majority of bacterial Obgs have been commonly found to be associated with ribosome, implying that these proteins may play a fundamental role in ribosome assembly or maturation. In addition, one of the experimental evidences suggested that Bacillus subtilis Obg (BsObg) protein binds to the L13 ribosomal protein (BsL13) which is known to be one of the early assembly proteins of the 50S ribosomal subunit in Escherichia coli. In order to investigate binding mode between the BsObg and the BsL13, protein-protein docking simulation was carried out after generating 3D structure of the BsL13 structure using homology modeling method. Materials and Methods: Homology model structure of BsL13 was generated using the EcL13 crystal structure as a template. Protein-protein docking of BsObg protein with ribosomal protein BsL13 was performed by DOT, a macro-molecular docking software, in order to predict a reasonable binding mode. The solvated energy minimization calculation of the docked conformation was carried out to refine the structure. Results and Discussion: The possible binding conformation of BsL13 along with activated Obg fold in BsObg was predicted by computational docking study. The final structure is obtained from the solvated energy minimization. From the analysis, three important H-bond interactions between the Obg fold and the L13 were detected: Obg:Tyr27-L13:Glu32, Obg:Asn76-L13:Glu139, and Obg:Ala136-L13:Glu142. The interaction between the BsObg and BsL13 structures were also analyzed by electrostatic potential calculations to examine the interface surfaces. From the results, the key residues for hydrogen bonding and hydrophobic interaction between the two proteins were predicted. Conclusion and Prospects: In this study, we have focused on the binding mode of the BsObg protein with the ribosomal BsL13 protein. The interaction between the activated Obg and target protein was investigated with protein-protein docking calculations. The binding pattern can be further used as a base for structure-based drug design to find a novel antibacterial drug.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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