Solid phase peptide synthesis method, which was introduced by Merrifield in 1963, has spawned the concept of combinatorial chemistry. In this review, we summarize the present technologies of solid phase peptide synthesis (SPPS) that are related to combinatorial chemistry. The conventional methods of peptide library synthesis on polymer support are parallel synthesis, split and mix synthesis and reagent mixture synthesis. Combining surface chemistry with the recent technology of microelectronic semiconductor fabrication system, the peptide microarray synthesis methods on a planar solid support are developed, which leads to spatially addressable peptide library. There are two kinds of peptide microarray synthesis methodologies: pre-synthesized peptide immobilization onto a glass or membrane substrate and in situ peptide synthesis by a photolithography or the SPOT method. This review also discusses the application of peptide libraries for high-throughput bioassays, for example, peptide ligand screening for antibody or cell signaling, enzyme substrate and inhibitor screening as well as other applications.
Inhibition of human phenylethanolamine N-methyltransferase (hPNMT) has been proposed as a method for the treatment of several mental processes which related on adrenaline metabolism. We performed in silico screening to identify flavonoid inhibitors of hPNMT using automated docking method and selected 9 inhibitor candidates based on ligand score (LigScore) and binding free energy (${\Delta}G_{bind}$) estimation. Among 9 flavonoid candidates, 7 flavonoids belong to flavones while the rest of them belong to flavanone. All candidates have common chemical features; two hydrogen bond interactions with side chain of Lys75 and backbone carbonyl oxygen of Asn39, and two hydrophobic interactions. One hydrophobic site is formed by Val53, Leu262, and Met258 and the other is made up of Phe182, Ala186, Tyr222, and Val269. This study can be helpful to understand the structural features for inhibition of PNMT and showed flavonoids as promising inhibitor candidates for hPNMT.
Bisphenol A (BPA) is a highly hazardous component to human since it is regarded as one of endocrine disruptors. For the analysis and/or removal of BPA, the searching for the specific ligand with a selective affinity to target BPA is required. In order to find the peptide moiety that specifically binds to BPA, the ultrasound-assisted biopanning was carried out with a phage-displayed peptide library expressing constrained heptamer. After six rounds of positive screening against BPA particles followed by the negative screening against the surface of eppendorf tube, the peptide sequence (CysLysSerLeuGluAsnSerTyrCys) with affinity to BPA was screened based on the order of frequency from the screened phage clones. To further verify the specificity of screened peptide sequence, the cross-binding affinity of the phage peptide toward BPA analogues such as Bisphenol S (BPS) and Bisphenol F (BPF) was also assessed, where the selected phage peptide showed a higher affinity to BPA over BPS and BPF.
Proceedings of the Korean Society for Bioinformatics Conference
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2004.11a
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pp.181-190
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2004
The docking and in silico ligand screening procedures can select small sets of lead -like candidates from large libraries of either commercially or synthetically available compounds; however, the vast number of such molecules make the potential size of this task enormous. To accelerate the discovery of drugs to inhibit several targets, we have exploited massively distributed computing to screen compound libraries virtually. The Korea@HOME project was launched in Feb. 2002, and one year later, more than 1200 PC's have been recruited. This has created a 31 -gigaflop machine that has already provided more than 1400 hours of CPU time. It has all owed databases of millions of compounds to be screened against protein targets in a matter of days. Now, the virtual screening software suitable for distributed environments is developed by BMD. It has been evaluated in terms of the accuracy of the scoring function and the search algorithm for the correct binding mode.
Background: Approaches in disruption of MDM2-p53 interactions have now emerged as an important therapeutic strategy in resurrecting wild type p53 functional status. The present study highlights virtual screening strategies in identification of high affinity small molecule non-peptidic inhibitors. Nutlin3A and RG7112 belonging to compound class of Cis-imidazoline, MI219 of Spiro-oxindole class and Benzodiazepine derived TDP 665759 served as query small molecules for similarity search with a threshold of 95%. The query molecules and the similar molecules corresponding to each query were docked at the transactivation binding cleft of MDM2 protein. Aided by MolDock algorithm, high affinity compound against MDM2 was retrieved. Patch Dock supervised Protein-Protein interactions were established between MDM2 and ligand (query and similar) bound and free states of p53. Compounds with PubCid 68870345, 77819398, 71132874, and 11952782 respectively structurally similar to Nutlin3A, RG7112, Mi219 and TDP 665759 demonstrated higher affinity to MDM2 in comparison to their parent compounds. Evident from the protein-protein interaction studies, all the similar compounds except for 77819398 (similar to RG 7112) showed appreciable inhibitory potential. Of particular relevance, compound 68870345 akin to Nutlin 3A had highest inhibitory potential that respectively showed 1.3, 1.2, 1.16 and 1.26 folds higher inhibitory potential than Nutilin 3A, MI 219, RG 7112 and TDP 1665759. Compound 68870345 was further mapped for structure based pharamacophoric features. In the study, we report Cis-imidazoline derivative compound; Pubcid: 68870345 to have highest inhibitory potential in blocking MDM2-p53 interactions hitherto discovered.
The aromatic hydrocarbon receptor (AhR) is a ligand-activated transcription factor that mediates many of the biological and toxicological effects of 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD, dioxin) and related chemicals. The application of recombinant reporter plasmid such as the firefly luciferase gene has proven to be a very effective method to detect these chemicals. The bioassay system, CALUX, is sensitive in directly detecting AhR-agonists from a variety of environmental and biologic materials. However, responses of the AhR-dependent bioassays are dependent on the cell types used. Thus, we developed a sensitive bioassay using the recombinant mouse hepatoma cell (Hepa1c1c7) for the determination of dioxins. The recombinant cell line was stably transfected with firefly luciferase reporter gene (pGudLuc1.1). The transfected cells showed the highest induction of luciferase activity at 4.5 hr and a decrease beyond this time point. The system showed the highest sensitivity of detection ever reported. Upon TCDD exposure cells showed 2 fold increase at 10 pM and 7 fold increase at 100 pM, respectively. The passage number after the transfection played an important role in the sensitivity. The increase of passage number tended to increase the sensitivity of the cells up to 15. The media without phenol red showed a higher induction rate than with phenol red, suggesting the preferable use of phenol red-free media for the bioassay. Since each of the assays has unique characteristics that make them suitable for some screening applications and not others, development of sensitive bioanalytical methods based on a variety of cellular systems in a key to the successful determination of dioxins. The bioassay system developed in this study will contribute to further development of successful screening the AhR agonists among the environmental mixture. In addition, the rapid and sensitive nature of this cellular system can be applied as a valuable tool to screen the dioxin-like moieties among the prodrugs at the initial stage, thereby expediting the new drug discovery.
Population screening of newborns is an extremely important and informative diagnostic approach that allows early identification of babies who are predisposed to the development of a number of serious diseases. Some of these diseases are known and have effective treatment methods. Neonatal screening enables the early diagnosis and subsequent timely initiation of therapy. This helps to prevent serious complications and reduce the percentage of disability and deaths among newborns and young children. Primary immunodeficiency diseases and primary immunodeficiency syndrome (PIDS) are a heterogeneous group of diseases and conditions based on impaired immune system function associated with developmental defects and characterized by various combinations of recurrent infections, development of autoimmune and lymphoproliferative syndromes (genetic defects in apoptosis, gene mutation Fas receptor or ligand), granulomatous process, and malignant neoplasms. Most of these diseases manifest in infancy and lead to serious illness, disability, and high mortality rates. Until recently, it was impossible to identify children with PIDS before the onset of the first clinical symptoms, which are usually accompanied by complications in the form of severe coinfections of a viral-bacterial-fungal etiology. Modern advances in medical laboratory technology have allowed the identification of children with severe PIDS, manifested by T- and/or B-cell lymphopenia and other disorders of the immune system. This review discusses the main existing strategies and directions used in PIDS screening programs for newborns, including approaches to screening based on excision of T-cell receptors and kappa-recombination excision circles, as well as the potential role and place of next-generation sequencing technology to increase the diagnostic accuracy of these diseases.
Non-small cell lung cancer (NSCLC) is the leading cause of cancer-related mortality worldwide. Phosphoinositide 3-kinases (PI3Ks) play important role in Non-Small Cell Lung Cancer. PI3Ks constitute a lipid kinase family which modulates the function of numerous substrates involved in the regulation of cell survival, cell cycle progression and cellular growth. Herein, we describe the ligand based pharmacophore combined with molecular docking studies methods to identify new potent PI3K inhibitors. Several pharmacophore models were generated and validated by Guner-Henry scoring Method. The best models were utilized as 3D pharmacophore query to screen against ZINC database (Chemical and Natural) and the retrieved hits were further validated by fitness score, Lipinski's rule of five. Finally four compounds were found to have good potential and they may act as novel lead compounds for PI3K inhibitor designing.
Kim, Youn-Jung;Yun, Hye-Jung;Chang, Suk-Tai;Jeon, Hee-Kyung;Ryu, Jae-Chun
Proceedings of the PSK Conference
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2003.04a
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pp.189.1-189.1
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2003
Transcript profiling is a particularly valuable tool in the field of steroid receptor biology, as these receptors are ligand-activated transcription factors and therefore exert their initial effects through altering gene expression in responsive cells. Also, an increased awareness of endocrine disrupting chemicals (EDCs) and their potential to affect wildlife and humans has produced a demand for practical screening methods to identify endocrine activity. (omitted)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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