Chenyang Fang;Yanni Pei;Yunhua Peng;Hong Lu;Yin Qu;Chunsheng Luo;Yafeng Lu;Wei Yang
The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
/
제27권4호
/
pp.365-374
/
2023
Crohn's disease (CD) is a chronic inflammatory illness of the digestive system with unknown etiology, and its incidence is increasing worldwide. However, there are currently no effective treatments or medications available for individuals with CD. Therefore, novel therapeutic strategies are urgently needed. The bioactive compounds and targets associated with compounds of Qinghua Xiaoyong Formula (QHXYF) were examined using The Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology database, and 5 disease target databases were also used to identify CD-related disease targets. A total of 166 overlapping targets were identified from QHXYF-related and CD-related disease targets and they were found to be enriched in oxidative stress-related pathways and the PI3K/AKT signaling pathway. Molecular docking was then used to predict how the bioactive compounds would bind to the hub targets. It was found that quercetin could be the core bioactive compound and had good binding affinity to the top 5 hub targets. Finally, animal experiments were performed to further validate the findings, and the results revealed that QHXYF or quercetin inhibited 2,4,6-trinitrobenzenesulfonic acid-induced inflammation and oxidative stress processes by inhibiting the PI3K/AKT pathway, thereby improving CD symptoms. These findings suggest that QHXYF and quercetin may be potential novel treatments for CD.
Lee, Ki-Young;Choi, Hye-Seung;Choi, Ho-Sung;Chung, Ka Young;Lee, Bong-Jin;Maeng, Han-Joo;Seo, Min-Duk
Biomolecules & Therapeutics
/
제24권2호
/
pp.191-198
/
2016
The vitamin D receptor (VDR) is a member of the nuclear receptor (NR) superfamily. The VDR binds to active vitamin $D_3$ metabolites, which stimulates downstream transduction signaling involved in various physiological activities such as calcium homeostasis, bone mineralization, and cell differentiation. Quercetin is a widely distributed flavonoid in nature that is known to enhance transactivation of VDR target genes. However, the detailed molecular mechanism underlying VDR activation by quercetin is not well understood. We first demonstrated the interaction between quercetin and the VDR at the molecular level by using fluorescence quenching and saturation transfer difference (STD) NMR experiments. The dissociation constant ($K_d$) of quercetin and the VDR was $21.15{\pm}4.31{\mu}M$, and the mapping of quercetin subsites for VDR binding was performed using STD-NMR. The binding mode of quercetin was investigated by a docking study combined with molecular dynamics (MD) simulation. Quercetin might serve as a scaffold for the development of VDR modulators with selective biological activities.
The drug repurposing strategy has been applied to the development of emergency COVID-19 therapeutic medicines. Current drug repurposing approaches have been directed against RNA polymerases and viral proteases. Recently, we found that the inhibition of the interaction between the SARS-CoV-2 structural nucleocapsid (N) and spike (S) proteins decreased viral replication. In this study, drug repurposing candidates were screened by in silico molecular docking simulation with the SARS-CoV-2 structural N protein. In the ChEMBL database, 1994 FDA-approved drugs were selected for the in silico virtual screening against the N terminal domain (NTD) of the SARS-CoV-2 N protein. The tyrosine 109 residue in the NTD of the N protein was used as the center of the ligand binding grid for the docking simulation. In plaque forming assays performed with SARS-CoV-2 infected Vero E6 cells, atovaquone, abiraterone acetate, and digoxin exhibited a tendency to reduce the size of the viral plagues without affecting the plaque numbers. Abiraterone acetate significantly decreased the accumulation of viral particles in the cell culture supernatants in a concentration-dependent manner. In addition, abiraterone acetate significantly decreased the production of N protein and S protein in the SARS-CoV-2-infected Vero E6 cells. In conclusion, abiraterone acetate has therapeutic potential to inhibit the viral replication of SARS-CoV-2.
The prevalence of allergic disease has been increasing over the past few decades in the majority of Western industrialized nations. There are some socioeconomic disparities regarding allergic disease status and management. Pyeongwee-San (KMP6) is Korean medicine for the treatment of gastrointestinal tract disease. It is known that KMP6 has an improving effect on the spleen and stomach functions in traditional Korean medical theory. Here, we hypothesized that KMP6 could be used to regulate the inflammatory reaction. We show the molecular mechanisms of Pyeongwee-San (KMP6) on inflammatory reactions. A molecular docking simulation showed that hesperidin, component of KMP6, regulate the enzymatic activity by interaction in the active site of caspase-1. KMP6 control the activity of caspase-1 in activated human mast cell line (HMC-1 cells). KMP6 reduced the expression of receptor interacting protein (RIP)-2 in HMC-1 cells. Thymic stromal lymphopoietin protein production and mRNA expression were inhibited by KMP6. In the activated HMC-1 cells, KMP6 suppressed the activation of mitogen-ativated protein kinase and nuclear factor-kappaB. In addition, KMP6 significantly inhibited the expression of inflammatory cytokines. Our findings indicate that KMP6 may attenuate allergic reactions via the regulation of caspase-1/RIP-2 signaling pathway. These studies will help advance the social welfare system.
Background: Cardamom (Elettaria cardamom), also known as "Queen of Spices", has been traditionally used as a culinary ingredient due to its pleasant aroma and taste. In addition to this role, studies on cardamom have demonstrated cancer chemopreventive potential in in vitro and in vivo systems. Nevertheless, the precise poly-pharmacological nature of naturally occurring chemo-preventive compounds in cardamom has still not been fully demystified. Methods:In this study, an effort has been made to identify the proapoptopic, anti-inflammatory, anti-proliferative, anti-invasive and anti-angiogenic targets of Cardamom's bioactive principles (eucalyptol, alpha-pinene, beta-pinene, d-limonene and geraniol) by employing a dual reverse virtual screening protocol. Experimentally proven target information of the bioactive principles was annotated from bioassay databases and compared with the virtually screened set of targets to evaluate the reliability of the computational identification. To study the molecular interaction pattern of the anti-tumor action, molecular docking simulation was performed with Auto Dock Pyrx. Interaction studies of binding pose of eucalyptol with Caspase 3 were conducted to obtain an insight into the interacting amino acids and their inter-molecular bondings. Results:A prioritized list of target proteins associated with multiple forms of cancer and ranked by their Fit Score (Pharm Mapper) and descending 3D score (Reverse Screen 3D) were obtained from the two independent inverse screening platforms. Molecular docking studies exploring the bioactive principle targeted action revealed that H- bonds and electrostatic interactions forms the chief contributing factor in inter-molecular interactions associated with anti-tumor activity. Eucalyptol binds to the Caspase 3 with a specific framework that is well-suited for nucleophilic attacks by polar residues inside the Caspase 3 catalytic site. Conclusion:This study revealed vital information about the poly-pharmacological anti-tumor mode-of-action of essential oils in cardamom. In addition, a probabilistic set of anti-tumor targets for cardamom was generated, which can be further confirmed by in vivo and in vitro experiments.
Resistance to anti-tuberculosis drugs, especially ethambutol (EMB), has been widely reported worldwide. EMB resistance is caused by mutations in the embB gene, which encodes the arabinosyl transferase enzyme. This study aimed to detect mutations in the embB gene of Mycobacterium tuberculosis from Papua and to evaluate their impact on the effectiveness of EMB. We analyzed 20 samples of M. tuberculosis culture that had undergone whole-genome sequencing, of which 19 samples were of sufficient quality for further bioinformatics analysis. Mutation analysis was performed using TBProfiler, which identified M306L, M306V, D1024N, and E378A mutations. In sample TB035, the M306L mutation was present along with E378A. The binding affinity of EMB to arabinosyl transferase was calculated using AutoDock Vina. The molecular docking results revealed that all mutants demonstrated an increased binding affinity to EMB compared to the native protein (-0.948 kcal/mol). The presence of the M306L mutation, when coexisting with E378A, resulted in a slight increase in binding affinity compared to the M306L mutation alone. The molecular dynamics simulation results indicated that the M306L, M306L + E378A, M306V, and E378A mutants decreased protein stability. Conversely, the D1024N mutant exhibited stability comparable to the native protein. In conclusion, this study suggests that the M306L, M306L + E378A, M306V, and E378A mutations may contribute to EMB resistance, while the D1024N mutation may be consistent with continued susceptibility to EMB.
P38 mitogen activated protein (MAP) kinase is an important anti-inflammatory drug target, which can be activated by responding to various stimuli such as stress and immune response. Based on the conformation of the conserved DFG loop (in or out), binding inhibitors are termed as type-I and II. Type-I inhibitors are ATP competitive, whereas type-II inhibitors bind in DFG-out conformation of allosteric pocket. It remains unclear that how these allosteric inhibitors stabilize the DFG-out conformation and interact. Organosilicon compounds provide unusual opportunity to enhance potency and diversity of drug molecules due to their low toxicity. However, very few examples have been reported to utilize this property. In this regard, we performed docking of an inhibitor (BIRB) and its silicon analog (Si-BIRB) in an allosteric binding pocket of p38. Further, molecular dynamics (MD) simulations were performed to study the dynamic behavior of the simulated complexes. The difference in the biological activity and mechanism of action of the simulated inhibitors could be explained based on the molecular mechanics/generalized Born surface area (MM/GBSA) binding free energy per residue decomposition. MM/GBSA showed that biological activities were related with calculated binding free energy of inhibitors. Analyses of the per-residue decomposed energy indicated that van der Waals and non-polar interactions were predominant in the ligand-protein interactions. Further, crucial residues identified for hydrogen bond, salt bridge and hydrophobic interactions were Tyr35, Lys53, Glu71, Leu74, Leu75, Ile84, Met109, Leu167, Asp168 and Phe169. Our results indicate that stronger hydrophobic interaction of Si-BIRB with the binding site residues could be responsible for its greater binding affinity compared with BIRB.
The formation of ${\beta}$-amyloid peptide ($A{\beta}$) is initiated from cleavage of amyloid precursor protein (APP) by a family of protease, ${\alpha}$-, ${\beta}$-, and ${\gamma}$-secretase. Sub W, a substrate peptide, consists of 10 amino acids, which are adjacent to the ${\beta}$-cleavage site of wild-type APP, and Sub M is Swedish mutant with double mutations on the left side of the ${\beta}$-cleavage site of APP. Sub W is a normal product of the metabolism of APP in the secretary pathway. Sub M is known to increase the efficiency of ${\beta}$-secretase activity, resulting in a more specific binding model compared to Sub W. Three-dimensional structures of Sub W and Sub M were studied by CD and NMR spectroscopy in water solution. On the basis of these structures, interaction models of ${\beta}$-secretase and substrate peptides were determined by molecular dynamics simulation. Four hydrogen bonds and one water-mediated interaction were formed in the docking models. In particular, the hydrogen bonding network of Sub M-BACE formed spread over the broad region of the active site of ${\beta}$-secretase (P5-P3'), and the side chain of P2- Asn formed a hydrogen bond specifically with the side chain of Arg235. These are more favorable to the cleavage of Sub M by ${\beta}$-secretase than Sub W. The two substrate peptides showed different tendency to bind to ${\beta}$-secretase and this information may useful for drug development to treat and prevent Alzheimer's disease.
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.
Mohammad Hossein Malekipour;Farzaneh Shirani;Shadi Moradi;Amir Taherkhani
Genomics & Informatics
/
제21권1호
/
pp.9.1-9.13
/
2023
Matrix metalloproteinase-9 (MMP-9) is a zinc and calcium-dependent proteolytic enzyme involved in extracellular matrix degradation. Overexpression of MMP-9 has been confirmed in several disorders, including cancers, Alzheimer's disease, autoimmune diseases, cardiovascular diseases, and dental caries. Therefore, MMP-9 inhibition is recommended as a therapeutic strategy for combating various diseases. Cinnamic acid derivatives have shown therapeutic effects in different cancers, Alzheimer's disease, cardiovascular diseases, and dental caries. A computational drug discovery approach was performed to evaluate the binding affinity of selected cinnamic acid derivatives to the MMP-9 active site. The stability of docked poses for top-ranked compounds was also examined. Twelve herbal cinnamic acid derivatives were tested for possible MMP-9 inhibition using the AutoDock 4.0 tool. The stability of the docked poses for the most potent MMP-9 inhibitors was assessed by molecular dynamics (MD) in 10 nanosecond simulations. Interactions between the best MMP-9 inhibitors in this study and residues incorporated in the MMP-9 active site were studied before and after MD simulations. Cynarin, chlorogenic acid, and rosmarinic acid revealed a considerable binding affinity to the MMP-9 catalytic domain (ΔGbinding < -10 kcal/ mol). The inhibition constant value for cynarin and chlorogenic acid were calculated at the picomolar scale and assigned as the most potent MMP-9 inhibitor from the cinnamic acid derivatives. The root-mean-square deviations for cynarin and chlorogenic acid were below 2 Å in the 10 ns simulation. Cynarin, chlorogenic acid, and rosmarinic acid might be considered drug candidates for MMP-9 inhibition.
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.