In silico design of novel diamino-quinoline-5,8-dione derivatives as putative inhibitors of NAD(P)H:Quinone Oxidoreductase 1 based on docking studies and molecular dynamics simulations

2021 ◽  
pp. 129906
Author(s):  
Maryam Gholampour ◽  
Amirhossein Sakhteman ◽  
Somayeh Pirhadi ◽  
Hassan Seradj
Keyword(s):  
Molecular Dynamics ◽  
Molecular Dynamics Simulations ◽  
In Silico ◽  
Docking Studies ◽  
In Silico Design ◽  
Dynamics Simulations

In silico design of novel benzohydroxamate-based compounds as inhibitors of histone deacetylase 6 based on 3D-QSAR, molecular docking, and molecular dynamics simulations

2020 ◽  
Vol 44 (48) ◽  
pp. 21201-21210
Author(s):  
Han Chu ◽  
Qing-xiu He ◽  
Juan Wang ◽  
Yong Hu ◽  
Yuan-qiang Wang ◽  
...  
Keyword(s):  
Molecular Dynamics ◽  
Molecular Docking ◽  
Molecular Dynamics Simulations ◽  
Histone Deacetylase ◽  
In Silico ◽  
3D Qsar ◽  
Histone Deacetylase 6 ◽  
In Silico Design ◽  
Dynamics Simulations

In silico design of benzohydroxamate-based selective HDAC6 inhibitors.

scholarly journals In silico chemical profiling and identification of neuromodulators from Curcuma amada targeting Acetylcholinesterase

2020 ◽  
Author(s):  
Md. Chayan Ali ◽  
Yeasmin Akter Munni ◽  
Raju Das ◽  
Marium sultana ◽  
Nasrin Akter ◽  
...  
Keyword(s):  
Molecular Dynamics ◽  
Molecular Docking ◽  
Molecular Dynamics Simulations ◽  
In Silico ◽  
Network Pharmacology ◽  
Chemical Profiling ◽  
Ache Inhibitors ◽  
Curcuma Amada ◽  
In Silico Admet ◽  
Dynamics Simulations

AbstractCurcuma amada or Mango ginger, a member of the Zingiberaceae family, has been revealed as a beneficiary medicinal plant having diverse pharmacological activities against a wide range of diseases. Due to having neuromodulation properties of this plant, the present study characterized the secondary metabolites of Curcuma amada for their drug-likeness properties, identified potent hits by targeting Acetylcholinesterase (AChE) and revealed neuromodulatory potentiality by network pharmacology approaches. Here in silico ADMET analysis was performed for chemical profiling, and molecular docking and molecular dynamics simulations were used to hit selection and binding characterizations. Accordingly, ADMET prediction showed that around 87.59% of compounds processed drug-likeness activity, where four compounds have been screened out by molecular docking. Guided from induced-fit docking, molecular dynamics simulations revealed phytosterol and curcumin derivatives as the most favorable AChE inhibitors with the highest binding energy, as resulted from MM-PBSA analysis. Furthermore, all of the four hits were appeared to modulate several signaling molecules and intrinsic cellular pathways in network pharmacology analysis, which are associated with neuronal growth survival, inflammation, and immune response, supporting their capacity to revert the condition of neuro-pathobiology. Together, the present in silico based characterization and system pharmacology based findings demonstrate Curcuma amada, as a great source of neuromodulating compounds, which brings about new development for complementary and alternative medicine for the prevention and treatment of neurodegenerative disorders.

Υπολογιστικά εργαλεία για την αναζήτηση νέων βιοδραστικών ενώσεων σε επιλεγμένους πρωτεϊνικούς στόχους

2017 ◽  
Author(s):  
Ευτυχία Κρίτση
Keyword(s):  
Molecular Dynamics ◽  
Molecular Docking ◽  
Virtual Screening ◽  
Molecular Dynamics Simulations ◽  
In Silico ◽  
Pharmacophore Modeling ◽  
Lead Optimization ◽  
Dynamics Simulations ◽  
Hiv 1

Στην παρούσα διατριβή πραγματοποιήθηκε εκτενής μελέτη για την αναζήτηση πρόδρομων βιοδραστικών ενώσεων (hits) από χημικές βιβλιοθήκες για τρείς βιολογικούς στόχους, μέσω της εφαρμογής εμπορικά διαθέσιμων in silico τεχνικών και μεθοδολογιών.Οι στόχοι που επιλέχθηκαν ανήκουν σε διαφορετικές κατηγορίες πρωτεϊνών με μεγάλο φαρμακευτικό ενδιαφέρον, που όμως παρουσιάζουν διαφορετικό επίπεδο ωριμότητας όσον αφορά την εφαρμογή υπολογιστικών εργαλείωνγια την ανακάλυψη νέων φαρμακευτικών ενώσεων. Συγκεριμένα, οι στόχοι που μελετήθηκαν είναι οι ακόλουθοι:•το ένζυμο της 14-α διμεθυλάσης της λανοστερόλης (CYP51) για την αναζήτηση νέων πρόδρομων βιοδραστικών ενώσεων με αντιμικροβιακές ιδιότητες,•το ένζυμο της HIV τύπου 1 πρωτεάσης (HIV-1 PR) για την αναζήτηση νέων πρόδρομων βιοδραστικών ενώσεων με αντι-HIV δράση,•ο διαμεμβρανικός υποδοχέας της Αγγειοτασίνης ΙΙ (ΑΤ1) για την αναζήτηση νέων πρόδρομων βιοδραστικών με αντιυπερτασική δράσηΟι κυριότερες τεχνικές που χρησιμοποιήθηκαν για την αναζήτηση πρόδρομων βιοδραστικών ενώσεων περιλαμβάνουν την Εικονική Σάρωση (Virtual Screening) με χρήση Φαρμακοφόρων Μοντέλων (Pharmacophore modeling), τη Μοριακή Πρόσδεση (Molecular Docking), την πρόβλεψη μοριακών ιδιοτήτων καθώς και Προσομοιώσεις Μοριακής Δυναμικής (Molecular Dynamics Simulations). Η στρατηγική που ακολουθήθηκε διαφέρει σημαντικά ανά στόχο όσον αφορά τη μεθοδολογική προσέγγιση και την επιλογή των υπολογιστικών εργαλείων-αλγορίθμων, δίνοντας έμφαση στη συμπληρωματικότητα των αποτελεσμάτων τους. Για την ανάδειξη των πρόδρομων βιοδραστικών ενώσεων, πραγματοποιήθηκαν in vitro βιολογικές δοκιμές των ενώσεων που προτάθηκαν μέσω των υπολογιστικών τεχνικών. Οι ενώσεις που επιλέχθηκαν παρουσίασαν ανασταλτική δράση (ή συγγένεια πρόσδεσης) σε ικανοποιητικό εύρος τιμών 102 nM–μΜ για να χαρακτηριστούν πρόδρομες βιοδραστικές. Μείζονος σημασίας είναι και το γεγονός ότι οι δομικοί σκελετοί των προτεινόμενων ενώσεων για κάθε στόχο, είναι διαφορετικοί τόσο μεταξύ τους όσο και συγκρινόμενοι με τα υφιστάμενα φαρμακευτικά μόρια. Ως εκ τούτου, μπορούν να αποτελέσουν κατάλληλα "υποστρώματα" για το επόμενο στάδιο που αφορά τη βελτιστοποίησή τους προς ενώσεις-οδηγούς (hit to lead optimization) και δυνητικά προς νέα φαρμακευτικά προϊόντα.

scholarly journals Multidrug Resistance in Neisseria gonorrhoeae: Identification of Functionally Important Residues in the MtrD Efflux Protein

mBio ◽  
2019 ◽  
Vol 10 (6) ◽  
Author(s):  
Mohsen Chitsaz ◽  
Lauren Booth ◽  
Mitchell T. Blyth ◽  
Megan L. O’Mara ◽  
Melissa H. Brown
Keyword(s):  
Molecular Dynamics ◽  
Multidrug Resistance ◽  
Neisseria Gonorrhoeae ◽  
Molecular Dynamics Simulations ◽  
Docking Studies ◽  
Drug Binding ◽  
Multidrug Efflux ◽  
Content Type ◽  
Binding Pockets ◽  
Dynamics Simulations

ABSTRACT A key mechanism that Neisseria gonorrhoeae uses to achieve multidrug resistance is the expulsion of structurally different antimicrobials by the MtrD multidrug efflux protein. MtrD resembles the homologous Escherichia coli AcrB efflux protein with several common structural features, including an open cleft containing putative access and deep binding pockets proposed to interact with substrates. A highly discriminating N. gonorrhoeae strain, with the MtrD and NorM multidrug efflux pumps inactivated, was constructed and used to confirm and extend the substrate profile of MtrD to include 14 new compounds. The structural basis of substrate interactions with MtrD was interrogated by a combination of long-timescale molecular dynamics simulations and docking studies together with site-directed mutagenesis of selected residues. Of the MtrD mutants generated, only one (S611A) retained a wild-type (WT) resistance profile, while others (F136A, F176A, I605A, F610A, F612C, and F623C) showed reduced resistance to different antimicrobial compounds. Docking studies of eight MtrD substrates confirmed that many of the mutated residues play important nonspecific roles in binding to these substrates. Long-timescale molecular dynamics simulations of MtrD with its substrate progesterone showed the spontaneous binding of the substrate to the access pocket of the binding cleft and its subsequent penetration into the deep binding pocket, allowing the permeation pathway for a substrate through this important resistance mechanism to be identified. These findings provide a detailed picture of the interaction of MtrD with substrates that can be used as a basis for rational antibiotic and inhibitor design. IMPORTANCE With over 78 million new infections globally each year, gonorrhea remains a frustratingly common infection. Continuous development and spread of antimicrobial-resistant strains of Neisseria gonorrhoeae, the causative agent of gonorrhea, have posed a serious threat to public health. One of the mechanisms in N. gonorrhoeae involved in resistance to multiple drugs is performed by the MtrD multidrug resistance efflux pump. This study demonstrated that the MtrD pump has a broader substrate specificity than previously proposed and identified a cluster of residues important for drug binding and translocation. Additionally, a permeation pathway for the MtrD substrate progesterone actively moving through the protein was determined, revealing key interactions within the putative MtrD drug binding pockets. Identification of functionally important residues and substrate-protein interactions of the MtrD protein is crucial to develop future strategies for the treatment of multidrug-resistant gonorrhea.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document