Veena Jaganivasan;Dona Samuel Karen;Bavya Chandrasekhar
통합자연과학논문집
/
제16권3호
/
pp.81-95
/
2023
Colorectal cancer is one of the most common types of cancer worldwide, ranking third after lung and breast cancer in terms of global prevalence. With an expected 1.93 million new cases and 935,000 deaths in 2020, it is more prevalent in males than in women. Evidence has shown that during the later stages of colon cancer, STAT1 promotes tumor progression by promoting cell survival and resistance to chemotherapy. Recent studies have shown that inhibiting STAT1 pathway leads to a reduction in tumor cell proliferation and growth, and can also promote apoptosis in colon cancer cells. One of the recent approaches in the field of drug discovery is drug repurposing. In drug repurposing approach we have virtually screened FDA database against STAT1 protein and their interactions have been studied through Molecular docking. Cross docking was performed with the top 10 compounds to be more specific with STAT1 comparing the affinity with STAT2, STAT3, STAT4, STAT5a, STAT5b and STAT6. The drugs that showed higher affinity were subjected to Conceptual - Density functional theory. Besides, the Molecular dynamic simulation was also carried out for the selected leads. We also validated in-vitro against colon cancer cell lines. The results showed mainly Acetyldigitoxin has shown better binding to the target. From this study, we can predict that the drug Acetyldigitoxin has shown noticeable inhibitory efficiency against STAT1, which in turn can also lead to the reduction of tumor cell growth in colon cancer.
Background: The human protein methyl-transferase DOT1L catalyzes the methylation of histone H3 on lysine 79 (H3K79) at homeobox genes and is also involved in a number of significant processes ranging from gene expression to DNA-damage response and cell cycle progression. Inhibition of DOT1L activity by shRNA or small-molecule inhibitors has been established to prevent proliferation of various MLL-rearranged leukemia cells in vitro, establishing DOT1L an attractive therapeutic target for mixed lineage leukemia (MLL). Most of the drugs currently in use for the MLL treatment are reported to have low efficacy, hence this study focused on various natural compounds which exhibit minimal toxic effects and high efficacy for the target receptor. Materials and Methods: Structures of human protein methyl-transferase DOT1L and natural compound databases were downloaded from various sources. Virtual screening, molecular docking, dynamics simulation and drug likeness studies were performed for those natural compounds to evaluate and analyze their anti-cancer activity. Results: The top five screened compounds possessing good binding affinity were identified as potential high affinity inhibitors against DOT1L's active site. The top ranking molecule amongst the screened ligands had a Glide g-score of -10.940 kcal/mol and Glide e-model score of -86.011 with 5 hydrogen bonds and 12 hydrophobic contacts. This ligand's behaviour also showed consistency during the simulation of protein-ligand complex for 20000 ps, which is indicative of its stability in the receptor pocket. Conclusions: The ligand obtained out of this screening study can be considered as a potential inhibitor for DOT1L and further can be treated as a lead for the drug designing pipeline.
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.
Azadeh Kordzadeh;Hassan Bardania;Esmaeil Behmard;Amin Hadi
Advances in nano research
/
제15권2호
/
pp.105-111
/
2023
Integrin αvβ3 is one of the receptors expressed in cancer cells. RGD peptides have the potential to target integrin αvβ3 (receptor), which can increase drug delivery efficiency. In this study, 55 different RGD dimer motifs were investigated. At first, the binding energy between RGD peptides and the receptor was calculated using molecular docking. Then, three RGD peptides with the strongest binding energy with the receptor were selected, and their dynamic adsorption on the receptor was simulated by molecular dynamics (MD). The obtained results showed that a sequence that has RGD at the beginning and end with tryptophan (TRP) has strong Lennard-Jones (LJ) and electrostatic interactions with Integrin αvβ3 and has changed the conformation of receptor significantly, which analyzed by root mean square deviation (RMSD) and radius of gyration.
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.
Siraj, Fayeza Md;Natarajan, Sathishkumar;Huq, Md Amdadul;Kim, Yeon Ju;Yang, Deok Chun
Journal of Ginseng Research
/
제39권2호
/
pp.141-147
/
2015
Background: Adipocytes, which are the main cellular component of adipose tissue, are the building blocks of obesity. The nuclear hormone receptor $PPAR{\gamma}$ is a major regulator of adipocyte differentiation and development. Obesity, which is one of the most dangerous yet silent diseases of all time, is fast becoming a critical area of research focus. Methods: In this study, we initially aimed to investigate whether the ginsenoside Rf, a compound that is only present in Panax ginseng Meyer, interacts with $PPAR{\gamma}$ by molecular docking simulations. After we performed the docking simulation the result has been analyzed with several different software programs, including Discovery Studio, Pymol, Chimera, Ligplus, and Pose View. All of the programs identified the same mechanism of interaction between $PPAR{\gamma}$ and Rf, at the same active site. To determine the drug-like and biological activities of Rf, we calculate its absorption, distribution, metabolism, excretion, and toxic (ADMET) and prediction of activity spectra for substances (PASS) properties. Considering the results obtained from the computational investigations, the focus was on the in vitro experiments. Results: Because the docking simulations predicted the formation of structural bonds between Rf and $PPAR{\gamma}$, we also investigated whether any evidence for these bonds could be observed at the cellular level. These experiments revealed that Rf treatment of 3T3-L1 adipocytes downregulated the expression levels of $PPAR{\gamma}$ and perilipin, and also decreased the amount of lipid accumulated at different doses. Conclusion: The ginsenoside Rf appears to be promising compound that could prove useful in antiobesity treatments.
The receptor activator of nuclear factor ${\kappa}B$ (RANK) and its ligand RANKL are key regulators of osteoclastogenesis and well-recognized targets in developing treatments for bone disorders associated with excessive bone resorption, such as osteoporosis. Our previous work on the structure of the RANK-RANKL complex revealed that Loop3 of RANK, specifically the non-canonical disulfide bond at the tip, performs a crucial role in specific recognition of RANKL. It also demonstrated that peptide mimics of Loop3 were capable of interfering with the function of RANKL in osteoclastogenesis. Here, we reported the structure-based design of a smaller peptide with enhanced inhibitory efficiency. The kinetic analysis and osteoclast differentiation assay showed that in addition to the sharp turn induced by the disulfide bond, two consecutive arginine residues were also important for binding to RANKL and inhibiting osteoclastogenesis. Docking and molecular dynamics simulations proposed the binding mode of the peptide to the RANKL trimer, showing that the arginine residues provide electrostatic interactions with RANKL and contribute to stabilizing the complex. These findings provided useful information for the rational design of therapeutics for bone diseases associated with RANK/RANKL function.
Jaber, Abdullah All;Chowdhury, Zeshan Mahmud;Bhattacharjee, Arittra;Mourin, Muntahi;Keya, Chaman Ara;Bhuyan, Zaied Ahmed
Genomics & Informatics
/
제19권4호
/
pp.48.1-48.10
/
2021
Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) encodes small envelope protein (E) that plays a major role in viral assembly, release, pathogenesis, and host inflammation. Previous studies demonstrated that pyrazine ring containing amiloride analogs inhibit this protein in different types of coronavirus including SARS-CoV-1 small envelope protein E (SARS-CoV-1 E). SARS-CoV-1 E has 93.42% sequence identity with SARS-CoV-2 E and shared a conserved domain NS3/small envelope protein (NS3_envE). Amiloride analog hexamethylene amiloride (HMA) can inhibit SARS-CoV-1 E. Therefore, we performed molecular docking and dynamics simulations to explore whether amiloride analogs are effective in inhibiting SARS-CoV-2 E. To do so, SARS-CoV-1 E and SARS-CoV-2 E proteins were taken as receptors while HMA and 3-amino-5-(azepan-1-yl)-N-(diaminomethylidene)-6-pyrimidin-5-ylpyrazine-2-carboxamide (3A5NP2C) were selected as ligands. Molecular docking simulation showed higher binding affinity scores of HMA and 3A5NP2C for SARS-CoV-2 E than SARS-CoV-1 E. Moreover, HMA and 3A5NP2C engaged more amino acids in SARS-CoV-2 E. Molecular dynamics simulation for 1 ㎲ (1,000 ns) revealed that these ligands could alter the native structure of the proteins and their flexibility. Our study suggests that suitable amiloride analogs might yield a prospective drug against coronavirus disease 2019.
Amylosucrase (ASase, E.C. 2.4.1.4) is capable of efficient glucose transfer from sucrose, acting as the sole donor molecule, to various functional acceptor compounds, such as polyphenols and flavonoids. An ASase variant from Deinococcus geothermalis, in which the 226th alanine is replaced with asparagine (DgAS-A226N), shows increased polymerization activity due to changes in the flexibility of the loop near the active site. In this study, we further investigated how the mutation modulates the enzymatic activity of DgAS using molecular dynamics and docking simulations to evaluate interactions between the enzyme and phenolic compounds. The computational analysis revealed that the A226N mutation could induce and stabilize structural changes near the substrate-binding site to increase glucose transfer efficiency to phenolic compounds. Kinetic parameters of DgAS-A226N and WT DgAS were determined with sucrose and 4-methylumbelliferone (MU) as donor and acceptor molecules, respectively. The kcat/Km value of DgAS-A226N with MU (6.352 mM-1min-1) was significantly higher than that of DgAS (5.296 mM-1min-1). The enzymatic activity was tested with a small phenolic compound, hydroquinone, and there was a 1.4-fold increase in α-arbutin production. From the results of the study, it was concluded that DgAS-A226N has improved acceptor specificity toward small phenolic compounds by way of stabilizing the active conformation of these compounds.
Jaffal, Sahar Majdi;Al-Najjar, Belal Omar;Abbas, Manal Ahmad
The Korean Journal of Pain
/
제34권3호
/
pp.262-270
/
2021
Background: Transient receptor potential vanilloid 1 (TRPV1) is a non-selective cation channel implicated in pain sensation in response to heat, protons, and capsaicin (CAPS). It is well established that TRPV1 is involved in mechanical allodynia. This study investigates the effect of Ononis spinosa (Fabaceae) in CAPS-induced mechanical allodynia and its mechanism of action. Methods: Mechanical allodynia was induced by the intraplantar (ipl) injection of 40 ㎍ CAPS into the left hind paw of male Wistar rats. Animals received an ipl injection of 100 ㎍ O. spinosa methanolic leaf extract or 2.5% diclofenac sodium 20 minutes before CAPS injection. Paw withdrawal threshold (PWT) was measured using von Frey filament 30, 90, and 150 minutes after CAPS injection. A molecular docking tool, AutoDock 4.2, was used to study the binding energies and intermolecular interactions between O. spinosa constituents and TRPV1 receptor. Results: The ipsilateral ipl injection of O. spinosa before CAPS injection increased PWT in rats at all time points. O. spinosa decreased mechanical allodynia by 5.35-fold compared to a 3.59-fold decrease produced by diclofenac sodium. The ipsilateral pretreatment with TRPV1 antagonist (300 ㎍ 4-[3-Chloro-2-pyridinyl]-N-[4-[1,1-dimethylethyl] phenyl]-1-piperazinecarboxamide [BCTC]) as well as the β2-adrenoreceptor antagonist (150 ㎍ butoxamine) attenuated the action of O. spinosa. Depending on molecular docking results, the activity of the extract could be attributed to the bindings of campesterol, stigmasterol, and ononin compounds to TRPV1. Conclusions: O. spinosa alleviated CAPS-induced mechanical allodynia through 2 mechanisms: the direct modulation of TRPV1 and the involvement of β2 adrenoreceptor signaling.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.