scholarly journals Avaliação in silico do potencial antiinflamatório de alcaloides indólicos presentes nas sementes de Couroupita guianensis

2021 ◽  
Vol 10 (2) ◽  
pp. e27810212514
Author(s):  
Camila Fortes Castelo Branco Magalhães ◽  
José Gabriel Fontenele Gomes ◽  
Weslley Tiago Bitencourt de Andrade ◽  
Yasmin Gomes do Nascimento ◽  
Neirigelson Ferreira de Barros Leite
Keyword(s):  
In Silico ◽  
Couroupita Guianensis ◽  
De Se ◽  
Cox 1

Objetivo: Realizar um estudo de modelagem molecular para avaliar o potencial anti-inflamatório de metabólitos secundários provenientes nas sementes da espécie botânica Couroupita guianensis. Metodologia: Realizou-se um estudo do tipo quantitativo descritivo, com caráter experimental. A fim de se confirmar a capacidade preditiva da metodologia durante o acoplamento molecular, realizou-se um redocking. Utilizou-se a Nimesulida, por conta da sua capacidade já elucidada de interagir com aminoácidos da COX-1, como comparativo para as interações entre os alcaloides escolhidos para acoplamento. A obtenção das estruturas dos alcaloides ocorreu por meio da plataforma PubChem, e seu desenho foi realizado através do programa ChemDraw. Os alcaloides foram ainda submetidos a testes computacionais para avaliação de suas propriedades moleculares. Resultados: Constatou-se o potencial de atividade anti-inflamatória presente nos alcaloides estudados, além da identificação das interações dos compostos com aminoácidos. Conclusão: Pode-se concluir que que os alcaloides identificados possuem promissora atividade anti-inflamatória, sendo esta, decorrente de sua capacidade de interação com o sítio ativo da COX-1.

scholarly journals An Insight of Co-Encapsulation Nigella sativa and Cosmos caudatus Kunth Extracts as Anti-Inflammatory Agent Through In Silico Study

2021 ◽  
Vol 24 (5) ◽  
pp. 152-160
Author(s):  
Nadiyah Zuhroh ◽  
Zubaidah Ningsih ◽  
Anna Safitri
Keyword(s):  
Bioactive Compounds ◽  
In Silico ◽  
Nigella Sativa ◽  
In Vivo Studies ◽  
Drug Candidate ◽  
Active Compounds ◽  
Cosmos Caudatus ◽  
Cox 2 ◽  
Anti Inflammatory ◽  
Cox 1

This study analyzes anti-inflammatory activity from extracts of Nigella sativa and Cosmos caudatus Kunth co-encapsulated through in silico molecular docking. The LC-MS results revealed that extracts of N. sativa mostly contained thymoquinone and alpha-hederin, whereas quercetin and kaempferol were the major compounds in C. caudatus K. Nevertheless, the bioactive compounds are usually susceptible to degradation by exposure to light, heat, oxygen, which may limit its biological activity. Therefore, encapsulation is one of the promising techniques to protect bioactive compounds. Ligands were encapsulated with chitosan and sodium tripolyphosphate as wall materials. Cyclooxygenase-1 (COX-1) and cyclooxygenase-2 (COX-2) as the target enzymes were docked with a combination of these active compounds (non-encapsulated and encapsulated), using the HEX 8.0 program, and visualized using the Discovery studio visualizer software v16.1.0.15350. Interestingly, docking results of the combination of encapsulated ligands showed no interactions to COX-1 but interacted with COX-2. Therefore, co-encapsulation of extracts combinations has been suggested to act as anti-inflammatory agents targeted specifically to the COX-2 enzyme. The total energy of the encapsulated of combination of extract compounds to COX-2 were -1425.88 (mol/cal) for thymoquinone + quercetin; -1435.87 (mol/cal) for thymoquinone + kaempferol; 1175.97 (mol/cal) for quercetin + alpha hederin; -957.74 (mol/cal) for kaempferol + alpha hederin; and -283.3 (mol/cal) for diclofenac sodium, as a control NSAID drug. These suggest that encapsulated active compounds in N. sativa and C. caudatus K. have potency as a drug candidate for the selective NSAIDs category, which can be subjected to further in vitro and in vivo studies.

POTENSI DAUN ASAM JAWA (Tamarindus indica L.) SEBAGAI ALTERNATIF ANTIINFLAMASI: STUDI IN SILICO

2019 ◽  
pp. 42-50
Author(s):  
Erma Yunita ◽  
Siti Fatimah ◽  
Deni Yulianto ◽  
Vedy Trikuncahyo ◽  
Zihan Khodijah
Keyword(s):  
Molecular Docking ◽  
Root Mean Square ◽  
Root Mean Square Deviation ◽  
In Silico ◽  
Mean Square ◽  
Mean Square Deviation ◽  
Tamarindus Indica ◽  
Protein Target ◽  
Cox 2 ◽  
Cox 1

  Daun asam jawa (Tamarindus indica L.) merupakan tanaman yang memiliki banyak khasiat. Kandungan senyawa kimia yang terkandung salah satunya Kuersetin. Kuersetin merupakan senyawa flavonoid yang dapat digunakan sebagai anti inflamasi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui potensi aktivitas Kuersetin dari daun asam jawa sebagai anti inflamasi terhadap protein COX-1 dan COX-2 secara in silico. Ekstrak daun asam jawa diperoleh dengan maserasi bertingkat menggunakan heksan dan etanol. Kadar Kuersetinnya dihitung secara spektrofotometri UVVis. Konfirmasi aktivitas antiinflamasi dilakukan secara in silico. Protein yang digunakan adalah 6COX, 3PGH, dan 1EQH. Kuersetin sebagai senyawa aktif sedangkan Aspirin digunakan sebagai zat pembanding. Preparasi ligan Kuersetin menggunakan MarvinSketch kemudian preparasi protein target 6COX, 1EQH, dan 3PGH menggunakan YASARA. Selanjutnya melakukan molecular docking menggunakan program PLANTS. Parameter evaluasi validasi dapat dilihat dari nilai Root Mean Square Deviation (RMSD), dimana nilai RMSD yang diterima adalah kurang dari 2Å. Kadar Kuersetin yang diperoleh dalam ekstrak dalam daun asam jawa sebesar 31,26 mg/g. Hasil docking menunjukkan bahwa Kuersetin mampu berinteraksi dengan 1EQH, 3PGH, dan 6COX dimana skor dockingnya masing-masing adalah -77,6195; -75,1344; dan -82,2454, sedangkan hasil docking Aspirin masing-masing adalah -69,8784; -75,2421; dan - 72,0884. Kuersetin memiliki potensi sebagai anti inflamasi yang lebih baik dibandingkan dengan Aspirin namun memiliki resiko lebih tinggi menyebabkan ulkus lambung dibanding Aspirin.

scholarly journals Anti-Arthritic and Anti-Inflammatory Potential of Spondias mangifera Extract Fractions: An In Silico, In Vitro and In Vivo Approach

Plants ◽  
2021 ◽  
Vol 10 (5) ◽  
pp. 825
Author(s):  
Mohammad Khalid ◽  
Mohammed H. Alqarni ◽  
Ambreen Shoaib ◽  
Muhammad Arif ◽  
Ahmed I. Foudah ◽  
...  
Keyword(s):  
Molecular Docking ◽  
In Silico ◽  
Arthritis Score ◽  
Beneficial Effects ◽  
Tnf Α ◽  
Cox 2 ◽  
Anti Inflammatory ◽  
Cox 1

The fruits of Spondias mangifera (S. mangifera) have traditionally been used for the management of rheumatism in the northeast region of India. The present study explores the probable anti-arthritis and anti-inflammatory potential of S. mangifera fruit extract’s ethanolic fraction (EtoH-F). To support this study, we first approached the parameters in silico by means of the active constituents of the plant (beta amyrin, beta sitosterol, oleonolic acid and co-crystallised ligands, i.e., SPD-304) via molecular docking on COX-1, COX-2 and TNF-α. Thereafter, the absorption, distribution, metabolism, excretion and toxicity properties were also determined, and finally experimental activity was performed in vitro and in vivo. The in vitro activities of the plant extract fractions were evaluated by means of parameters like 1,1-Diphenyl-2- picrylhydrazyl (DPPH), free radical-reducing potential, albumin denaturation, and protease inhibitory activity. The in vivo activity was evaluated using parameters like COX, TNF-α and IL-6 inhibition assay and arthritis score in Freund Adjuvant (CFA) models at a dose of 400 mg/kg b.w. per day of different fractions (hexane, chloroform, alcoholic). The molecular docking assay was performed on COX-1, COX-2 and TNF-α. The results of in vitro studies showed concentration-dependent reduction in albumin denaturation, protease inhibitors and scavenging activity at 500 µg/mL. Administration of the S. mangifera alcoholic fraction at the abovementioned dose resulted in a significant reduction (p < 0.01) in arthritis score, paw diameters, TNF-α, IL-6 as compared to diseased animals. The docking results showed that residues show a critical binding affinity with TNF-α and act as the TNF-α antagonist. The alcoholic fraction of S. mangifera extract possesses beneficial effects on rheumatoid arthritis as well as anti-inflammatory potential, and can further can be used as a possible agent for novel target-based therapies for the management of arthritis.

scholarly journals In silico study of anthocyanin and ternatin flavonoids for the treatment of inflammation-related diseases using molecular docking analysis

Food Research ◽  
2020 ◽  
Vol 4 (3) ◽  
pp. 780-785
Author(s):  
Y.T. Wijaya ◽  
A. Yulandi ◽  
A.W. Gunawan ◽  
Yanti
Keyword(s):  
Molecular Docking ◽  
Binding Energy ◽  
Active Site ◽  
In Silico ◽  
Protein Crystal ◽  
Drug Candidate ◽  
Inflammatory Drugs ◽  
Cox 2 ◽  
Anti Inflammatory ◽  
Cox 1

Inflammatory markers such as cyclooxygenase (COX)-2, inducible nitric oxide synthase (iNOS), myeloperoxidase (MPO), and prostaglandin (PEG) are widely known as major targets in discovering natural anti-inflammatory drugs for the treatment of inflammationrelated diseases. Non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) such as ibuprofen and aspirin are mostly used at present, however, some NSAIDS have been reported to cause gastrointestinal side effect due to ligand-protein interaction. Molecular docking is a promising tool to study such modes of interaction. In this study, we evaluated the potential use of anthocyanin and ternatin flavonoids as natural anti-inflammatory agents for treatment of inflammatory-related diseases using in silico molecular docking assay. Automated docking study using Protein-Ligand ANT System (PLANTS) and AutoDock Vina was performed with various ligand molecules, including ibuprofen, anthocyanin, and ternatin against the protein crystal structures of COX-1, COX-2, iNOS, and MPO. The in silico data demonstrated that ibuprofen bound effectively to the active site of COX-1 and MPO with minimum binding energy, yet the compound required more energy to bind the active site of COX-2. Ternatin flavonoid was bound to COX-2 and iNOS with minimum binding energy. In terms of binding energy, anthocyanin flavonoid was found to be effective for inhibiting COX-1, COX-2, and iNOS. These results suggested that anthocyanin and ternatin flavonoids may potentially be developed as anti-inflammatory drug candidate for the treatment of inflammatory-related diseases.

scholarly journals Desarrollo de consorcios bacterianos con alta eficiencia de degradación de PAH para su aplicación a la recuperación de suelos crónicamente contaminados

2018 ◽  
Author(s):  
◽  
Marianela Macchi
Keyword(s):  
In Silico ◽  
Sphingomonas Paucimobilis ◽  
De Se

La capacidad de diversos microorganismos para biodegradar hidrocarburos policíclicos aromáticos (PAH) se ha estudiado ampliamente durante las últimas décadas para hacer frente a la extensa contaminación del medio ambiente. No siempre es posible combinar en un único organismo todas las características necesarias para resolver un problema ambiental determinado. Bajo estas circunstancias, una estrategia adecuada es la generación de cultivos microbianos mixtos que combinan actividades enzimáticas degradadoras inherentes a los miembros individuales, sin embargo poco se sabe acerca de los mecanismos que intervienen en la cooperación mutua microbiana. La integración de la genómica, transcriptómica y los estudios fisiológicos en ecología microbiana permite observar el potencial metabólico de comunidades degradadoras de PAH, lo que es crucial para recrear y acelerar los procesos naturales así como para llevar a cabo su manipulación racional. Con el objetivo de contribuir al desarrollo de estrategias biotecnológicas que permitan optimizar los procesos de biorremediación de suelos crónicamente contaminados con PAH y producir un aporte a los conocimientos relacionados con la ecología microbiana de consorcios bacterianos degradadores de PAH se diseñaron consorcios bacterianos que muestren una alta eficiencia de degradación de PAH. En primer lugar, se estudió la efectividad de un consorcio bacteriano (CON), obtenido de un suelo crónicamente contaminado con PAH, para degradar hidrocarburos y los cambios producidos en su estructura y composición cuando este se inocula con una cepa competitiva (Sphingomonas paucimobilis 20006FA). Se estudió la diversidad, estructura y funcionalidad del consorcio inoculado (CON-I) durante la degradación de fenantreno en medio líquido por métodos clásicos y moleculares. Además, se profundizó el estudio de la cepa 20006FA mediante ensayos de degradación de PAH y análisis ómicos. Se evaluó la capacidad de degradar fenantreno en distintas concentraciones y diferentes PAH, junto a los metabolitos generados durante el proceso de degradación. Se estudió el genoma para identificar genes de la vía de degradación de fenantreno y posibles reguladores de las vías de degradación de PAH. Mediante geles 2-DE, se analizó el proteoma a diferentes tiempos de la degradación de fenantreno y se integraron estos resultados para mostrar una ruta de degradación de fenantreno propuesta para 20006FA. En segundo lugar, este trabajo de tesis tuvo como objetivo diseñar consorcios sintéticos combinando todas las cepas aisladas a partir del consorcio natural CON, con el fin de establecer la contribución de cada población al proceso de degradación de fenantreno y estudiar su potencial para ser utilizados como inoculantes en procesos de biorremediación. A través del uso de herramientas genómicas, se abordó el estudio del rol que cumple cada población bacteriana presente en los consorcios durante la degradación de PAH mediante la búsqueda de enzimas vinculadas a la degradación y se incursionó en la aplicación de estrategias transcriptómicas para evaluar la expresión de genes catabólicos y la respuesta funcional frente a la degradación de fenantreno en medio líquido de las cepas que conforman los consorcios más eficientes. Los métodos computacionales han sido esenciales para aprovechar los datos y obtener ideas claras de cómo estos consorcios funcionan. A partir de los datos de secuenciación de ADN de las cepas aisladas y los datos filogenéticos, se realizó la reconstrucción automática de redes de biodegradación. El trabajo de tesis nos permitió elucidar la vía metabólica de degradación de fenantreno en S. paucimobilis 20006FA usando una combinación de genómica y proteómica, cuyos resultados fueron verificados por estudios fisiológicos. La inoculación de una cepa degradadora logró aumentar el potencial degradador del consorcio natural CON y mejorar la eficiencia de degradación, sin la acumulación de productos intermediarios tóxicos. A través de los estudios con técnicas de secuenciación de alto rendimiento se logró conocer la estructura de los consorcios y que la inoculación produjo una disminución de la diversidad con respecto a CON. Mediante la construcción de una red metabólica específica de la degradación de fenantreno, se predijo in silico cuáles son las poblaciones responsables del ataque inicial al fenantreno y cuáles intervendrían posteriormente. La aplicación de RT-qPCR para evaluar la expresión de genes catabólicos de la degradación de fenantreno indicó que cepas participarían de los primeros pasos de la degradación de fenantreno. A partir de los estudios funcionales de cepas aisladas y las herramientas ómicas, se generaron consorcios bacterianos sintróficos que mostraron una alta eficiencia de degradación de PAH. Los consorcios obtenidos podrían ser utilizados como inoculantes para favorecer la biorremediación de suelos contaminados con PAH. Esto resulta una ventaja tecnológica, ya que los ensambles microbianos sintéticos se pueden propagar con mayor facilidad que los consorcios naturales, bajo condiciones experimentales. Se logró dar un primer paso en el estudio de las interacciones entre las poblaciones de un consorcio natural y se confirmó la hipótesis en relación a que las comunidades construidas con aislamientos del mismo entorno resguardan las interacciones indígenas formadas por la coadaptación / evolución.

scholarly journals Studi In Silico Senyawa 1,4-Naphthalenedione-2-Ethyl-3-Hydroxy sebagai Antiinflamasi dan Antikanker Payudara

2021 ◽  
Vol 17 (1) ◽  
pp. 83
Author(s):  
Richa Mardianingrum ◽  
Kamiel Roesman Bachtiar ◽  
Susanti Susanti ◽  
Aas Nuraisah Aas Nuraisah ◽  
Ruswanto Ruswanto
Keyword(s):  
Breast Cancer ◽  
Molecular Dynamics ◽  
Molecular Docking ◽  
In Silico ◽  
The Body ◽  
Dynamics Simulation ◽  
Lipinski’S Rule ◽  
Lipinski’S Rule Of Five ◽  
Anti Inflammatory ◽  
Cox 1

<p>Inflamasi merupakan suatu respon dari tubuh terhadap adanya cedera maupun infeksi yang ditandai dengan timbulnya kemerahan, demam, bengkak, nyeri dan hilangnya fungsi. Inflamasi berkontribusi terhadap ketidakseimbangan sekresi sitokin yang akan menghambat terjadinya apoptosis pada sel kanker sehingga menyebabkan hiperproliferasi sel. Kanker payudara merupakan salah satu penyakit kanker dengan prevalensi tertinggi di urutan ke dua di dunia. Penelitian terdahulu melaporkan pemberian minyak atsiri rimpang bangle<em> </em>(<em>Zingiber purpureum </em>Roxb.) secara topikal mampu memberikan penghambatan inflamasi yang lebih tinggi daripada <em>triamcinolone</em>, namun spesifik senyawa yang berpotensinya belum diketahui. Tujuan dari penelitian ini, yakni mencari senyawa aktif hasil analisis GCMS minyak atsiri rimpang bangle yang berpotensi sebagai antiinflamasi dan antikanker payudara secara <em>in silico</em>. Metode yang digunakan berupa <em>screening</em> <em>Lipinski’s rule of Five</em>, farmakokinetika dan toksisitas senyawa hasil analisis GC-MS, serta penambatan molekul dan dinamika molekular. Hasil<em> screening</em> dan simulasi penambatan molekul menunjukkan bahwa senyawa 1,4<em>-naphthalenedione-</em>2<em>-ethyl-3-hydroxy </em>dapat berikatan dengan reseptor COX-1 (antiinflamasi), dan hERα (antikanker payudara), namun lebih selektif terhadap reseptor COX-1 dengan nilai energi bebas (ΔG) yang lebih kecil yakni sebesar -7,20 kkal/mol, dibandingkan dengan interaksinya terhadap reseptor Erα yang bernilai -6,00 kkal/mol. Hasil simulasi dinamika molekular menggunakan metode kalkulasi MM-GBSA menunjukkan bahwa kompleks (1,4<em>-naphthalenedione-</em>2<em>-ethyl-</em>3<em>-hydroxy)</em>-(COX-1) memiliki nilai ∆G<sub>TOTAL </sub>sebesar -24,22 kkal/mol. Nilai ini lebih kecil dibandingkan dengan ∆G<sub>TOTAL </sub>kompleks (1,4-<em>naphthalenedione-</em>2<em>-ethyl-</em>3<em>-hydroxy</em>)-(hErα) sebesar -8,92 kkal/mol). Hal ini menunjukkan bahwa tingkat afinitas 1,4<em>-naphthalenedione-</em>2<em>-ethyl-</em>3<em>-hydroxy</em> terhadap COX-1 diprediksi lebih baik dan lebih poten sebagai antiinflamasi dibandingkan sebagai antikanker payudara.</p><p><strong><em>In Silico</em> Study of 1,4<em>-Naphthalenedione-</em>2<em>-Ethyl-</em>3<em>-Hydroxy</em> Compounds as Anti-inflamation dan Breast Anticancer</strong>. Inflammation is a response from the body to injury or infection which is characterized by redness, fever, swelling, pain, and loss of function. Inflammation contributes to the imbalance of cytokine secretion which will inhibit apoptosis in cancer cells, causing cell hyperproliferation. Breast cancer is one of the cancer diseases with the second-highest prevalence in the world. The pioneering works reported that topical application of Bangle (<em>Zingiber purpureum</em> R) was able to provide a higher inhibition of inflammation than triamcinolone, however, the specific potential of the compound was unknown. The purpose of this study is to find active compounds that have the potential to be anti-inflammatory and anti-cancer in the breast using <em>in silico</em> approach. The methods used are screening Lipinski’s Rule of Five,<em> </em>pharmacokinetics and toxicity of compounds from GC-MS analysis and molecular docking, and molecular dynamics. The screening and molecular docking simulation results showed that the compound 1,4-naphthalenedione-2-ethyl-3-hydroxy can bind to COX-1 (anti-inflammatory), and ERα (Estrogen Reseptor α), but was more selective towards COX-1 receptor with a binding affinity (ΔG) -7.20 kcal/mol, compare to its interaction with ERα which is -6.00 kcal/mol. The results of molecular dynamics simulation using the MM-GBSA calculation method show that the complex (1,4-naphthalenedione-2-ethyl-3-hydroxy)-(COX-1) has a value of ∆G<sub>TOTAL</sub> of -24.22 kcal/mol). This value is smaller than ∆G<sub>TOTAL</sub> of the complex (1,4-naphthalenedione-2-ethyl-3-hydroxy)-(hErα) of -8.92 kcal/mol. The results indicate that the affinity level of 1,4-naphthalenedione-2-ethyl-3-hydroxy to COX-1 was predicted to be better and more potent as an anti-inflammatory than as an anti-breast cancer.</p>

scholarly journals ANÁLISE IN SILICO DA EVOLUÇÃO DAS HEVEÍNAS NO REINO PLANTAE

2021 ◽  
Author(s):  
Ludmila Marques dos Santos Veloso ◽  
Aulus Estevão Anjos De Deus Barbosa
Keyword(s):  
In Silico ◽  
De Se

Introdução: A cadeia evolutiva das plantas sugere que as algas verdes são as precursoras diretas das plantas terrestres, seguidas pelas briófitas e pteridófitas. As plantas representam uma fonte de substâncias biologicamente ativas com propriedades diversas e entre essas fontes encontramos os AMPs (Peptídeos antimicrobianos), que são moléculas de defesa das plantas contra patógenos. Eles contêm várias famílias e em particular a família das heveínas, ricas em cisteínas, glicinas e que têm a capacidade de se ligar a quitinas, que estão presentes em nematoides, na parede celular de fungos e no exoesqueleto de insetos, tornando esse grupo de AMPs uma fonte biotecnológica de grande potencial. Objetivo: Este projeto verificou a presença de heveínas em espécies do reino Plantae utilizando ferramentas de bioinformática. Material e Métodos: Foi realizado uma busca em bancos de dados sequências de heveínas padrão, seguido do download dos genes que as codificam. As sequências foram submetidas ao algoritmo TBLASTN na base de dados “1K Plants” contra as linhagens de algas verdes, briófitas e pteridófitas, presença do domínio conservado foi verificado utilizando as ferramentas BLAST e INTERPROSCAN, seguido do alinhamento global dessas sequências utilizando a ferramenta Clustal W. Após a confirmação da presença dos AMPs, foi realizado a construção da árvore filogenética dessas sequências. Resultados: Os resultados sugerem que as heveínas encontradas hoje nas plantas superiores surgiram no grupo de plantas das pteridófitas após vários eventos de mutação, como clivagem e translocação, desde os grupos das algas verdes e briófitas e que resultaram no peptídeo heveínas. Conclusão: Portanto, podemos concluir que as heveínas completas com os domínios conservados surgiram nas pteridófitas.

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