Preview

Пищевые системы

Расширенный поиск

Исследование методом сетевой фармакологии и молекулярного докинга для выявления потенциальной противораковой активности морских цитотоксинов — осциллатоксинов D, E, и F

https://doi.org/10.21323/2618-9771-2023-6-3-365-389

Аннотация

Осциллатоксины (OTXs) —  это цитотоксины, продуцируемые некоторыми морскими цианобактериями. Их уникальные структуры показывают высокую эффективность в качестве противораковых средств. Ограниченная доступность производных OTXs в природе дает мало информации об их биологической активности. Было тестировано несколько активностей OTXs в исследованиях in vitro или in vivo в отношении линий раковых клеток, но их точный механизм действия на мишень не ясен. В данном исследовании мы использовали метод сетевой фармакологии для прогнозирования мишеней и механизмов действия осциллатоксина D (OTX-D), 30 метил-осциллатоксина D (30-метил-OTX-D), осциллатоксина E (OTX-E), и осциллатоксина F (OTX-F). Существуют 20 возможных мишеней четырех соединений против рака и их основными мишенями являются PIK3CA, CDK1 и MTOR. Затем было проведено исследование методом молекулярного докинга для понимания взаимодействия между 4 соединениями и их мишенями. Молекулярный докинг показал, что 4 соединения хорошо взаимодействовали с ключевыми мишенями. В данной работе было выявлено 4 производных OTXs и 3 ключевых мишени для противоракового действия, указывая на множественные сигнальные пути, включая путь экспрессии PD-L1 и контрольной точки PD-1 при раке, протеогликаны при раке и пути при раке, устанавливая теоретические рамки для дальнейшего экспериментального исследования.

Об авторах

Д. Лютфиана
Исследовательский центр биоинформатики Индонезийского института биоинформатики (INBIO)
Индонезия

Лютфиана Дэви —  бакалавр, научный сотрудник

65162, Восточная Ява, регентство Маланг, Пакисаджи

Тел.: +628–533–645–32–24



М. Салеха
Национальное агентство исследований и инноваций
Индонезия

Солеха Марату —  магистр биотехнологии, научный сотрудник

10340, Индонезия, Центральная Джакарта, ул. М. Х. Тамрин, 8, Здание Б. Дж. Хабиби

Тел.: +628–953–452–30–62



А. Прасетийо
Отделение фармацевтических наук, фармацевтический факультет, Университет Панкасила
Индонезия

Прасетийо Андри —  доктор фармацевтических наук, старший преподаватель

12640, Джакарта, ул. Джалан Райя Лентенг Агунг, 56

Тел.: +628–128–654–61–48



В. А. Кусума
Кафедра компьютерных наук, факультет математики и естественных наук, Университет IPB; Исследовательский центр тропической биофармацевтики, Университет ИПБ
Индонезия

Кусума Висну Ананта —  PhD компьютерных наук, адъюнкт-профессор

16680, Богор, кампус IBP Дагмара, улица Меранти

Тел.: +622–518–37–35–61



Р. Фатриани
Исследовательский центр тропической биофармацевтики, Университет ИПБ
Индонезия

Фатриан Ризка —  магистр биологии, научный сотрудник

16128, Богор, ул. Таман Кенсана, 3

Тел.: +622–518–37–35–61



Л. Нурфадхила
Кафедра фармации, факультет медицинских наук, Сингапурский университет Бангса Караванг
Индонезия

Нурфадхила Лина —  магистр фармацевтических наук, преподаватель

41363, Западная Ява, Касаванг, улица Ронгго Валуйя

 Тел.: +628–572–343–23–10



Н. Юнитасари
Факультет здравоохранения, Университет Мухаммадии Гресик
Индонезия

Юнитасари Норайни —  доктор химических наук, преподаватель

61121 Восточная Ява, Гресик, ул. Прокламации, 54

+628–123–442–26–26



А. Х. Ахкам
Фармацевтический факультет Университета Паджаджаран
Индонезия

Ахкам Ахмад Х. —  магистрант по фармакологии

40132, Западная Ява, регентство Сумеданг, ул. Сухарно, 21 км

+628–521–988–34–77



Т. Л. Варгасетия
Факультет медицины, Христианский университет Мараната
Индонезия

Варгасетия Тереза Лилиана —  доктор медицинских наук, адъюнктпрофессор

40164, Западная Ява, Бандунг, ул. Профессора Сурия Сумантри, 65

+622–220–121–86



Р. Ирфанди
Кафедра биологического образования, факультет подготовки учителей и просвещения, Университет Пуангримаггалатунг
Индонезия

Ирфанди Ризал, Магистр химии, старший преподаватель

90915, Сенгканг, ул. Джалан Пуангримаггалатунг, 27

+628–239–364–43–53



А. Н.М. Ансори
Уттаранчальский институт фармацевтических наук, Университет Уттаранчал; Департамент аспирантуры, Университет Айрланга
Индия

Анзори Ариф Нур Мухаммад —  PhD, Доктор ветеринарных наук, научный сотрудник

60115, Индонезия, Восточная Ява, Сурабая, округ Мулиорехо, ул. Мулиорехо

+628–214–464–78–32



В. Д. Харишма
Кафедра биологии, факультет науки и техники, Университет Айрланга; Отдел молекулярной биологии и генетики, Индонезийский фонд Generasi Biologi
Индонезия

Харишма Виол Дхеа —  магистр наук, аспирант

60115, Восточная Ява, Сурабая, округ Мулиорехо, ул. Мулиорехо

+628–121–78–70–02



С. В. Нау
Кафедра химии, Университет Мьиткьина
Мьянма

Нау Син Во —  магистр наук, преподаватель

Мьиткьина, CC95+FWM

+959–440–00–71–12



Э. Улла
Химический факультет, Университет штата Миссисипи
Соединённые Штаты Америки

Улла Эмдат — м агистр наук, аспирант

MS39762, штат Миссисипи, Миссисипи, Президентский центр, 310

+1–662–617–56–70



В. Яхмола
Уттаранчальский институт фармацевтических наук, Университет Уттаранчал
Индия

Яхмола Викаш — профессор

248007, Индия, Уттаракханд, Дехрадун, ул. Чакрата

+918–126–00–96–20



Р. Зайнул
Кафедра химии, факультет математики и естественных наук, Университет Негери Паданг
Индонезия

Зайнул Рахадин —  профессор химии, профессор

21171, Индонезия, Западная Суматра, округ Паданг Утара, Патанг, ул. Профессора, доктора Хамка

+628–126–138–53–85



Список литературы

1. Araki, Y., Hanaki, Y., Kita, M., Hayakawa, K., Irie, K., Nokura, Y. et al. (2021). Total synthesis and biological evaluation of oscillatoxins D, E, and F. Bioscience, Biotechnology and Biochemistry, 85(6), 1371–1382. https://doi.org/10.1093/bbb/zbab042

2. Leveridge, M., Chung, C. -W., Gross, J. W., Phelps, C. B., Green, D. (2018). Integration of lead discovery tactics and the evolution of the lead discovery toolbox. SLAS Discovery, 23(9), 881–897. https://doi.org/10.1177/2472555218778503

3. Rasul, A., Riaz, A., Sarfraz, I., Khan, S. G., Hussain, G., Zara, R. et al. (2022). Chapter in a book: Target identification approaches in drug discovery. Springer, Cham, 2022. https://doi.org/10.1007/978–3–030–95895–4_3

4. Open chemistry database at the National Institutes of Health (NIH). Retrieved from https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/ Accessed January 15, 2023

5. Swiss Institute of Bioinformatics. Retrieved from http://www.swissadme.ch/index.php Accessed January 15, 2023

6. Royal Society of Chemistry. Retrieved from http://www.chemspider.com/Accessed January 15, 2023

7. The Swiss Target Prediction database. Retrieved from http://swisstargetprediction.ch/ Accessed January 25, 2023

8. The Anatomical Therapeutic Chemical (ATC) classification system. Retrieved from https://prediction.charite.de/ Accessed January 25, 2023

9. Protein-Protein Interaction Networks Functional Enrichment Analysis. Retrieved from http://string-db.org Accessed January 25, 2023

10. Network Data Integration, Analysis, and Visualization in a Box. Retrieved from https://cytoscape.org/ Accessed January 25, 2023

11. A Gene Annotation and Analysis Resource. Retrieved from https://metascape.org Accessed January 25, 2023

12. Database of medicinal substances with chemical, pharmacological and pharmaceutical information. Retrieved from https://go.drugbank.com/drugs Accessed January 25, 2023

13. Zhang, M., Jang, H., Nussinov, R. (2020). Structural features that distinguish inactive and active PI3K lipid kinases. Journal of Molecular Biology, 432(22), 5849–5859. https://doi.org/10.1016/j.jmb.2020.09.002

14. O’Boyle, N. M., Banck, M., James, C. A., Morley, C., Vandermeersch, T., Hutchison, G. R. (2011). Open Babel: An open chemical toolbox. Journal of Cheminformatics, 3, Article 33. https://doi.org/10.1186/1758–2946–3–33

15. Kumar, A., Zhang, K. Y. J. (2013). Investigation on the effect of key water molecules on docking performance in CSARdock exercise. Journal of Chemical Information and Modeling, 53(8), 1880–1892. https://doi.org/10.1021/ci400052w

16. Huang, N., Shoichet, B. K. (2008). Exploiting ordered waters in molecular docking. Journal of Medicinal Chemistry, 51(16), 4862–4865. https://doi.org/10.1021/jm8006239

17. Laskowski, R. A., Swindells, M. B. (2011). LigPlot+: Multiple ligand-protein interaction diagrams for drug discovery. Journal of Chemical Information and Modeling, 51(10), 2778–2786. https://doi.org/10.1021/ci200227u

18. Budama-Kilinc, Y., Gok, B., Kecel-Gunduz, S., Altuntas, E. (2022). Development of nanoformulation for hyperpigmentation disorders: Experimental evaluations, in vitro efficacy and in silico molecular docking studies. Arabian Journal of Chemistry, 15(12), Article 104362. https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2022.104362

19. Wood, D. J., Korolchuk, S., Tatum, N. J., Wang, L. -Z., Endicott, J. A., Noble, M. E. M. et al. (2019). Differences in the conformational energy landscape of CDK1 and CDK2 suggest a mechanism for achieving selective CDK inhibition. Cell Chemical Biology, 26(1), 121–130. https://doi.org/10.1016/j.chembiol.2018.10.015

20. Pantsar, T., Poso, A. (2018). Binding affinity via docking: Fact and fiction. Molecules, 23(8), Article 1899. https://doi.org/10.3390/molecules23081899

21. Zhang, M., Jang, H., Nussinov, R. (2020). PI3K inhibitors: Review and new strategies. Chemical Science, 11(23), 5855–5865. https://doi.org/10.1039/d0sc01676d

22. El-Khouly, O. A., Henen, M. A., El-Sayed, M. A.-A., El-Messery, S. M. (2022). Design, synthesis and computational study of new benzofuran hybrids as dual PI3K/VEGFR2 inhibitors targeting cancer. Scientific Reports, 12(1), Article 17104. https://doi.org/10.1038/s41598–022–21277–2

23. Deivanayagam, C. C. S., Carson, M., Thotakura, A., Narayana, S. V., Chodavarapu, R. S. (2000). Structure of FKBP12.6 in complex with rapamycin. Acta Crystallographica Section D: Biological Crystallography, 56(Part 3), 266–271. https://doi.org/10.1107/s0907444999016571

24. Zou, Z., Tao, T., Li, H., Zhu, X. (2020). mTOR signaling pathway and mTOR inhibitors in cancer: Progress and challenges. Cell and Bioscience, 10(1), Article 31. https://doi.org/10.1186/s13578–020–00396–1

25. Yunitasari, N., Raharjo, T. J., Swasono, R. T., Pranowo, H. D. (2022). Identification α-amylase inhibitors of Vernonia amygdalina leaves extract using metabolite profiling combined with molecular docking. Indonesian Journal of Chemistry, 22(2), 526–538. https://doi.org/10.22146/ijc.71499

26. Arcoleo, J. P., Weinstein, I. B. (1985). Activation of protein kinase C by tumor promoting phorbol esters, teleocidin and aplysiatoxin in the absence of added calcium. Cardnogenesis, 6(2), 213–217. https://doi.org/10.1093/carcin/6.2.213

27. Lin, A., Giuliano, C. J., Palladino, A., John, K. M., Abramowicz, C., Yuan, M. L. et al. (2019). Off-target toxicity is a common mechanism of action of cancer drugs undergoing clinical trials. Science Translational Medicine, 11(509), Article eaaw8412. https://doi.org/10.1126/scitranslmed.aaw8412

28. Yap, B. H. J., Crawford, S. A., Dagastine, R. R., Scales, P. J., Martin, G. J. O. (2016). Nitrogen deprivation of microalgae: Effect on cell size, cell wall thickness, cell strength, and resistance to mechanical disruption. Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology, 43(12), 1671–1680. https://doi.org/10.1007/s10295–016–1848–1

29. Du, Z., Lovly, C. M. (2018). Mechanisms of receptor tyrosine kinase activation in cancer. Molecular Cancer, 17(1), Article 58. https://doi.org/10.1186/s12943–018–0782–4

30. Novikov, N. M., Zolotaryova, S. Y., Gautreau, A. M., Denisov, E. V. (2020). Mutational drivers of cancer cell migration and invasion. British Journal of Cancer, 124(1), 102–114. https://doi.org/10.1038/s41416–020–01149–0

31. Katayama, A., Miligy, I. M., Shiino, S., Toss, M. S., Eldib, K., Kurozumi, S. et al. (2021). Predictors of pathological complete response to neoadjuvant treatment and changes to post-neoadjuvant HER2 status in HER2-positive invasive breast cancer. Modern Pathology, 34(7), 1271–1281. https://doi.org/10.1038/s41379–021–00738–5

32. Klaunig, J. E. (2018). Oxidative stress and cancer. Current Pharmaceutical Design, 24(40), 4771–4778. https://doi.org/10.2174/1381612825666190215121712

33. Li, J., Zhong, L., Wang, F., Zhu, H. (2017). Dissecting the role of AMP-activated protein kinase in human diseases. Acta Pharmaceutica Sinica B, 7(3), 249–259. https://doi.org/10.1016/j.apsb.2016.12.003


Рецензия

Для цитирования:


Лютфиана Д., Салеха М., Прасетийо А., Кусума В.А., Фатриани Р., Нурфадхила Л., Юнитасари Н., Ахкам А.Х., Варгасетия Т.Л., Ирфанди Р., Ансори А.Н., Харишма В.Д., Нау С.В., Улла Э., Яхмола В., Зайнул Р. Исследование методом сетевой фармакологии и молекулярного докинга для выявления потенциальной противораковой активности морских цитотоксинов — осциллатоксинов D, E, и F. Пищевые системы. 2023;6(3):365-389. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2023-6-3-365-389

For citation:


Luthfiana D., Soleha M., Prasetiyo A., Kusuma W.A., Fatriani R., Nurfadhila L., Yunitasari N., Ahkam A.H., Wargasetia T.L., Irfandi R., Ansori A.N., Kharisma V.D., Naw S.W., Ullah E., Jakhmola V., Zainul R. Network pharmacology and molecular docking study to reveal the potential anticancer activity of Oscillatoxin D, E, and F marine cytotoxins. Food systems. 2023;6(3):365-389. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2023-6-3-365-389

Просмотров: 1252


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2618-9771 (Print)
ISSN 2618-7272 (Online)