Estudio computacional de las interacciones moleculares entre el timol y los residuos HIS41 y CYS145 presentes en el sitio activo de la proteasa 3CLpro

La proteína proteasa 3CLpro del SARS-CoV-2 es una enzima crucial para la replicación viral, razón por la cual se convierte en un blanco terapéutico de gran importancia. El timol (2-isopropil-5-me-tilfenol), un compuesto natural que se encuentra en el tomillo (Thymus vulgaris), exhibe potencial actividad antiviral contra la proteasa 3CLpro. En este estudio, usando acoplamiento molecular con AutoDockTools-1.5.6, se evaluaron las energías de interacción molecular entre el timol y los residuos de aminoácidos en el sitio activo de la proteína proteasa 3CLpro. Luego, con la teoría cuántica de Átomos en Moléculas (QTAIM) y la de Interacciones no covalentes (NCI) se analizaron los tipos de interacciones moleculares entre los residuos de aminoácidos identificados y el timol. Los cálculos cuánticos se llevaron con el software Orca-5.0.3, utilizando el método DFT con el funcional M06-2X y el conjunto base aug-cc-pVDZ en fase gaseosa. Los resultados de acoplamiento molecular indican que el timol se une a la proteína 3CL con una energía de interacción igual a -3,784 kcal/mol. El análisis QTAIM indica la presencia de puntos críticos de enlace entre el timol y los residuos HIS41 y CYS145. Además, se observa la formación de un enlace de hidrógeno entre el grupo OH del timol y el residuo CYS145, lo cual es corroborado por los análisis ELF (Electron Localization Function) y NCI (Non Covalent Interactions). Finalmente, el método NCI confirma la presencia de interacciones de Van der Waals con el residuo HIS41. Los resultados sugieren que el mecanismo de inhibición de la actividad de la proteína 3CLpro es controlado por interacciones moleculares tipo puente de hidrógeno e interacciones débiles.

The protease 3CLpro of the SARS-CoV-2 is a crucial enzyme for viral replication, becoming a highly important therapeutic target. Thymol (2-isopropyl-5-methyl-phenol), a naturally occurring compound found in thyme, exhibits potential antiviral activity against the 3CLpro protease. In this study, using molecular docking with AutoDockTools-1.5.6, the molecular interaction energies between thymol and amino acid residues in the active site of the protein protease 3CLpro were evaluated. Then, with the Atoms in Molecules (QTAIM) and Non-covalent Interactions (NCI) theories, the types of molecular interactions between identified amino acid residues and thymol were analyzed. Quantum calculations were carried out with the Orca-5.0.3 software using the DFT method with the M06-2X functional and the aug-cc-pVDZ basis set in the gas phase. The molecular docking results indicate that thymol is linked to the 3CL protein with an interaction energy equal to -3.784 kcal/mol. QTAIM analysis indicates the presence of critical binding sites between thymol and residues HIS41 and CYS145. In addition, the formation of a hydrogen bond between the OH group of thymol and the CYS145 residue is observed, which is corroborated by the ELF and NCI analyses. Finally, the NCI method confirms the presence of Van der Waals interactions with the HIS41 residue. The results suggest that the mechanism of inhibition of the activity of the 3CLpro protein is controlled by molecular interactions such as hydrogen bonding and weak interactions.

A protease 3CLpro do SARS-CoV-2 é uma enzima crucial para a replicação viral, tornando-se um alvo terapêutico de grande importÅncia. O timol (2-isopropil-5-me-tilfenol), um composto natural encontrado no tomilho, exibe potencial atividade antiviral contra a protease 3CLpro. Neste estudo, utilizando o docking molecular com o AutoDockTools-1.5.6, foram avaliadas as energias de interação molecular entre o timol e os residuos de aminoácidos no sítio ativo da proteína protease 3CLpro. Em seguida, com a teoria quantica de atomos em moleculas (QTAIM) e da interacões no-covalentes (NCI), foram analisados os tipos de interações moleculares entre os resíduos de aminoácidos identificados e o timol. Os cálculos quÅnticos foram realizados com o software Orca-5.0.3 usando o método DFT com o funcional M06-2X e a base aug-cc-pVDZ definida na fase gasosa. Os resultados do docking molecular indicam que o ti-mol está ligado à proteína 3CL com uma energia de interação igual a -3.784 kcal/ mol. A análise QTAIM indica a presença de sítios de ligação críticos entre o timol e os resíduos HIS41 e CYS145. Além disso, observa-se a formação de uma ponte de hidrogênio entre o grupo OH do timol e o resíduo CYS145, o que é corroborado pelas análises ELF e NCI. Finalmente, o método NCI confirma a presença das interações de Van der Waals com o resíduo HIS41. Os resultados sugerem que o mecanismo de inibição da atividade da proteína 3CLpro é controlado por interações moleculares como ligações de hidrogênio e interações fracas.

Metabolites in Conocarpus erectus leaves attenuate α-amylase activity by modulating amino acid residues of α-amylase: an in vitro and docking study / Los metabolitos en las hojas de Conocarpus erectus atenúan la actividad de la α-amilasa al modular los residuos de aminoácidos de la α-amilasa: un estudio in vitro y de acoplamiento

The antioxidant activity and the inhibitory potential of α-amylase of lyophilized hydroethanolic extracts of Conocarpus erectus leaves obtained by ultrasonication were determined. The most potent extract was subjected to ultra-high performance liquid chromatography system equipped with mass spectrometer for metabolite identification. The identified metabolites were docked in α-glucosidase to assess their binding mode. The results revealed that 60% ethanolic extract exhibited highest ferric reducing antioxidant power (4.08 ± 0.187 mg TE/g DE) and α-amylase inhibition (IC50 58.20 ± 1.25 µg/mL. The metabolites like ellagic acid, 3-O-methyl ellagic acid, ferujol, 5, 2 ́-dihydroxy-6,7,8-trimethyl flavone and kaempferol glucoside were identified in the extract and subjected to molecular docking studies regarding α-amylase inhibition. The comparison of binding affinities revealed 3-O-methyl ellagic acid as most effective inhibitor of α-amylase with binding energy of -14.5911 kcal/mol comparable to that of acarbose (-15.7815 kcal/mol). The secondary metabolites identified in the study may be extended further for functional food development with antidiabetic properties.

Se determinó la actividad antioxidante y el potencial inhibidor de la α-amilasa de extractos hidroetanólicos liofilizados de hojas de Conocarpus erectus obtenidos por ultrasónicación. El extracto más potente se sometió a un sistema de cromatografía líquida de ultra alto rendimiento equipado con un espectrómetro de masas para la identificación de metabolitos. Los metabolitos identificados se acoplaron en α-glucosidasa para evaluar su modo de unión. Los resultados revelaron que el extracto etanólico al 60% exhibió el mayor poder antioxidante reductor férrico (4.08 ± 0.187 mg TE/g DE) e inhibición de la α-amilasa (IC50 58.20 ± 1.25 µg/mL. Los metabolitos como el ácido elágico, 3-O-metil elágico ácido, ferujol, 5, 2 ́-dihidroxi-6,7,8-trimetil flavona y kaempferol glucósido se identificaron en el extracto y se sometieron a estudios de acoplamiento molecular con respecto a la inhibición de la α-amilasa. La comparación de las afinidades de unión reveló 3-O-metil El ácido elágico como inhibidor más eficaz de la α-amilasa con una energía de unión de -14,5911 kcal/mol comparable a la de la acarbosa (-15,7815 kcal/mol). Los metabolitos secundarios identificados en el estudio pueden ampliarse aún más para el desarrollo funcional de alimentos con propiedades antidiabéticas.

Acoplamiento molecular sobre la proteína dUTPasa de Trypanosoma cruzi para el descubrimiento de inhibidores en el tratamiento de la enfermedad de Chagas

Introducción: la enfermedad de Chagas es endémica de las zonas tropicales de América Latina y presenta una importante prevalencia, sin embargo, existen pocos tratamientos disponibles en el mercado por lo que la búsqueda de moléculas con potencial farmacológico que actúen en el parásito Trypanosoma cruzi, causante de la enfermedad, es necesaria considerando las graves complicaciones. Objetivo: evaluar las potenciales proteínas blanco, disponibles en la base de datos de PDB considerando como parámetro inicial, la similitud con proteínas humanas e identificar potenciales inhibidores del blanco elegido por medio de acoplamiento molecular. Metodología: se realizó una evaluación de las proteínas del parásito por medio de alineamiento de secuencias y posteriormente un cribado virtual por acoplamiento molecular con bases de datos y recursos informáticos disponibles en el Centro de Cómputo Avanzado de la Universidad de Texas (TACC), y se evaluaron los mejores resultados en función de afinidad, farmacocinética y toxicidad. Resultados: el blanco molecular elegido fue la dUTPasa. Posterior al cribado virtual se seleccionaron 12 moléculas que presentan potencial inhibidor de estas, la 4-{3-[3-(trifluorometil)fenil]isoxazol-5-il}pirimidin-2-amina es una de las moléculas con mejor perfil para convertirse en candidato en el tratamiento de la enfermedad de Chagas.

SUMMARY Introduction: Chagas disease is endemic to the tropical areas of Latin America and has an important prevalence, however, there are few treatments available in the market, so the search for molecules with pharmacological potential that can act in the same way as the disease, it is necessary considering the serious complications. Aim: to evaluate the possible target proteins available in the PDB database, considering the similarity with human proteins as an initial parameter and identify potential inhibitors of the chosen target using molecular docking. Methodology: an evaluation of the parasite proteins was carried out by means of sequence alignment and subsequently a virtual molecular coupling screening was performed with databases and computer resources available at Centro de Cómputo Avanzado de Universidad de Texas (TACC), and the best results were evaluated based on affinity, pharmacokinetics, and toxicity. Results: the molecular target chosen was the dUTPase. After virtual screening, 12 moles showing inhibitory potential were selected of these, 4- {3-[3- (trifluoromethyl) phenyl] isoxazole-5-yl} pyrimidine-2-amine is one of the molecules with the best profile to become a candidate in the treatment of Chagas disease.

Introdução: a doença de Chagas é endêmica das áreas tropicais da América Latina e possui importante prevalência, porém, poucos são os tratamentos disponíveis no mercado, por isso a busca por moléculas com potencial farmacológico que possam atuar da mesma forma que a doença, é necessário considerando as complicações graves. Objetivo: avaliar as possíveis proteínas-alvo disponíveis na base de dados do PDB, considerando a similaridade com proteínas humanas como parâmetro inicial e identificação de potenciais inibidores do alvo escolhido por meio de acoplamento molecular. Metodologia: uma avaliação das proteínas do parasita foi realizada por meio de alinhamento de sequências e posteriormente foi realizada uma triagem de acoplamento molecular virtual com bancos de dados e recursos computacionais disponíveis no Centro de Cómputo Avanzado de Universidad de Texas (TACC), e os melhores resultados foram avaliados com base na afinidade, farmacocinética e toxicidade. Resultados: o alvo molecular escolhido foi a dUTPase. Após a triagem virtual, 12 moles mostrando potencial inibitório foram selecionados destes, 4- {3- [3- (trifluorometil) fenil] isoxazol-5-il} pirimidina-2-amina é uma das moléculas com o melhor perfil para se tornar um candidato no tratamento da doença de Chagas.

Acoplamiento molecular y modelado tridimensional por homología de flavonoides derivados de amentoflavona con las neuraminidasas H1N1 y H5N1 del virus de gripe aviar / Molecular docking and threedimensional homology modeling of flavonoids derived from amentoflavone with H1N1 and H5N1 neuraminidases of avian influenza virus / Modelagem de homologia tridimensional e de acoplamento molecular de flavonóides derivados de amentoflavona com as neuraminidases H1N1 e H5N1 do vírus da gripe aviária

Resumen El virus de la influenza A es el responsable de la gripe aviar, condición patológica que afecta principalmente aves, caballos y mamíferos marinos, sin embargo, el subtipo H5NI tiene la capacidad de infectar a los humanos de forma rápida, exponiéndolos a un posible evento pandémico. Por tanto, el objetivo de este estudio fue realizar el acoplamiento molecular y modelado tridimensional por homología de flavonoides derivados de amentoflavona con las neuraminidasas H1N1 y H5N1 del virus de gripe aviar. Inicialmente, se obtuvo por homología la estructura 3D de la neuraminidasa H1N1. Seguido, se realizó un acoplamiento molecular de H1N1 con seis ligandos (F36, Ginkgetin, 3S,3R, 5S,5R, 6S y 6R), y más adelante H5N1 y los ligandos F36, Ginkgetin, 5R y 6R. Finalmente, a los complejos obtenidos se les realizó un análisis de interacciones. Los resultados dejaron en evidencia una relación entre la actividad inhibitoria y las interacciones tipo puente de hidrógeno e hidrofóbicas formadas entre el sitio activo de las neuraminidasas y los ligandos. Además, se observó una mejora en la actividad inhibitoria de los ligandos para la estereoquímica tipo R y sustituyentes poco voluminosos. De ahí que se propongan la evaluación experimental de los ligandos 5R y 6R como potenciales inhibidores de H5N1.

Abstract The influenza A virus is responsible for bird flu; a pathological condition that mainly affects birds, horses, and marine mammals, however, the H5N' subtype can infect humans quickly; exposing them to a possible pandemic event. Therefore, the objective of this study was to carry out the molecular docking and three-dimensional homology modeling of flavonoids derived from amentoflavone with H'NI and H5NI neuraminidases of the avian influenza virus. Initially, the 3D structure of H1N1 neuraminidase was obtained by homology. Then, the molecular docking of H1N1 was carried out with six ligands (F36, Ginkgetin, 3S, 3R, 5S, 5R, 6S, and 6R), and subsequently H5N1 and F36, Ginkgetin, 5R, and 6R ligands. Finally, an interaction analysis of the proteinligand complex was performed. The results showed a relationship between the inhibitory activity of ligands and the hydrophobic and hydrogen bridge-type interactions. In addition, an improvement in the inhibitory activity of the ligands for R-type stereochemistry and small bulky substituents was observed. Thus, the experimental evaluation of the 5R and 6R ligands as potential H5N' inhibitors is proposed.

Resumo O vírus influenza A é responsável pela gripe aviária; condição patológica que afeta principalmente pássaros, cavalos e mamíferos marinhos, no entanto, o subtipo H5N' tem a capacidade de infectar humanos rapidamente; assim, expondo-os a um possível evento pandémico. Portanto, o objetivo deste estudo foi realizar o acoplamento e modelagem de homologia tridimensional de flavonóides derivados da amentoflavona com as neuraminidases H1N1 e H5N1 do vírus da influenza aviária. Inicialmente, a estrutura 3D da neuraminidase H1N1 foi obtida por homologia. Em seguida, o acoplamento molecular de H1N1 foi realizado com seis ligantes (F36, Ginkgetin, 3S, 3R, 5S, 5R, 6S e 6R) e, posteriormente, H5NI e os ligantes F36, Ginkgetin, 5R e 6R. Finalmente, uma análise de interação foi realizada nos complexos obtidos. Os resultados mostraram uma relação entre a atividade inibitória e as interações hidrofóbicas e do tipo ponte de hidrogénio formadas entre o sítio ativo das neuraminidases e os ligantes. Além disso, foi observada uma melhoria na atividade inibitória dos ligantes para a estereoquímica do tipo R e pequenos substituintes volumosos. Assim, é proposta a avaliação experimental dos ligantes 5R e 6R como potenciais inibidores do H5NI.

Evaluación in silico del efecto de compuestos fenólicos de Pleurotus ostreatus sobre la enzima 5-lipoxigenasa (5- LOX) / In silico evaluation of the effect of Pleurotus ostreatus phenolic compounds on the enzyme 5-lipoxygenase (5-LOX)

Introducción: Los hongos comestibles, en particular Pleurotus ostreatus, representan una importante fuente de metabolitos bioactivos con propiedades inmunomoduladoras, antioxidantes y antiinflamatorias. Trabajos recientes han demostrado que extractos y compuestos purificados a partir de esta seta, entre ellos, la fracción rica en fenoles, inhiben el factor nuclear kappa B(NF-κB), la cicloxigenasa (COX) y modulan cascadas de señalización relacionadas con el balance redox. De acuerdo con estos antecedentes, dichos compuestos podrían actuar, además, como inhibidores de la enzima 5- lipoxigenasa (5-LOX). Objetivo: Evaluar el efecto in silico de trece compuestos fenólicos presentes en la especie Pleurotus ostreatus sobre la enzima 5-LOX, al utilizar como compuesto de referencia la mangiferina. Métodos: El acoplamiento se llevó a cabo a través del programa AutoDock 4.2 (http://autodock.scripps.edu) y la estructura de 5 LOX se obtuvo con la base de datos de proteínas, PDB (www.wwpdb.org). Se estimaron la energía libre (ΔG), la constante de disociación (Ki) y la eficiencia de ligando (LE). Se obtuvieron los parámetros de similitud a un fármaco y los relacionados con la absorción, distribución, metabolismo, excreción y toxicidad (ADME/T) de los mejores modelos de acoplamiento. Resultados: Los mejores indicadores de ΔG y Ki, correspondieron a los ácidos homogentísico, clorogénico y gentísico, con valores de ΔG (-11,81; -12,28 y -11,67 kcal/moL) y Ki (2,19 10-9; 9,99 10-10, 2,79 10-9 M), respectivamente. La eficiencia de ligando alcanzó valores adecuados para estos tres compuestos fenólicos. El modelo de acoplamiento del ácido homogentísico mostró los mejores resultados en cuanto a la similitud a un fármaco y pruebas ADME/T. Conclusiones: El estudio in silico reveló las potencialidades de la fracción rica en fenoles de P. ostreatus, y en particular, del ácido homogentísico como inhibidor de la enzima 5 -LOX, y justifica el desarrollo de ensayos confirmativos in vitro/ in vivo que corroboren sus efectos antioxidantes y antinflamatorios(AU)

Introduction: Edible mushrooms, Pleurotus ostreatus in particular, are an important source of bioactive metabolites with immunomodulatory, antioxidant and anti-inflammatory properties. Recent studies have shown that extracts and compounds purified from this mushroom, among them the phenol-rich fraction, inhibit nuclear factor kappa B (NF-κB), cyclooxygenase (COX), and modulate signaling cascades related to redox balance. According to these antecedents, such compounds could also act as inhibitors of the enzyme 5-lipoxygenase (5-LOX). Objective: Evaluate the in silico effect of 13 phenolic compounds present in the species Pleurotus ostreatus on the enzyme 5-LOX using mangiferin as reference compound. Methods: Docking was carried out with the software AutoDock 4.2 (http://autodock.scripps.edu) and the 5-LOX structure was obtained with the protein database PDB (www.wwpdb.org). Estimation was performed of free energy (ΔG), dissociation constant (Kd) and ligand efficiency (LE). Drug-likeness parameters were obtained, as well as those related to absorption, distribution, metabolism, excretion and toxicity (ADMET) of the best docking models. Results: The best ΔG and Kd indicators were homogentisic, chlorogenic and gentisic acids, with ΔG and Kd values of -11.81, -12.28, -11.67 kcal/mol, and 2.19 10-9, 9.99 10-10, 2.79 10-9 M, respectively. Ligand efficiency achieved adequate values for these three phenolic compounds. The docking model for homogentisic acid showed the best results in terms of drug likeness and ADMET tests. Conclusions: The in silico study revealed the potential of the phenol-rich fraction of P. ostreatus, homogentisic acid in particular, as an enzyme 5-LOX inhibitor, and justifies the development of confirmatory in vitro / in vivo assays to corroborate its antioxidant and anti-inflammatory effects(AU)

In silico approach of antiviral compounds potentials for SARS-CoV-2 and SARS-CoV and drug-like property predictions / Enfoque in silico de potenciales compuestos antivirales para SARS-CoV-2 Y SARS-CoV y predicción de propiedades drug-like

SUMMARY Introduction: SARS-CoV-2 (Coronavirus 2 of the severe acute respiratory syndrome; previously 2019-nCoV) and SARS-CoV (coronavirus of the severe acute respiratory syndrome) are closely related viruses, which have no treatment so far. Therefore, the search for new molecules is essential. Objectives: The objective of this study is to use in silico approach to propose antiviral compounds potential for SARS-CoV-2 and SARS-CoV and drug-like properties predictions. Materials and methods: Molecular docking were performed using AutoDock Vina with the molecules that had previously demonstrated drug-like properties. Subsequently, amino acids and the type of interaction involved in the protein-ligand complex were identified. Results: It was possible to identify six potential candidates available in the PubChem database capable of interacting with the 6U7 and 2GTB proteases, which bind to the same active site that lopinavir and remdesivir. Conclusion: Small molecules with drug-like properties could be used as antivirals, after experimental evaluations.

RESUMEN Introducción: Los coronavirus SARS-CoV-2 (coronavirus del síndrome respiratorio agudo grave de tipo 2; previamente identificado como 2019-nCoV) y SARS-CoV (coronavirus del síndrome respiratorio agudo grave) son virus estrechamente relacionados, que no tienen tratamiento hasta el momento. Por lo tanto, la búsqueda de nuevas moléculas es esencial. Objetivos: El objetivo de este estudio es utilizar un enfoque in silico para proponer potenciales compuestos antivirales para el SARS-CoV-2 y el SARS-CoV y predicciones de propiedades "drug-like". Materiales y métodos: El acoplamiento molecular se realizó utilizando "AutoDock Vina" con las moléculas que previamente habían demostrado propiedades similares a los fármacos. Posteriormente, se identificaron los aminoácidos y el tipo de interacción involucrada en el complejo proteína-ligando. Resultados: fue posible identificar seis candidatos potenciales disponibles en la base de datos PubChem capaces de interactuar con las proteasas 6U7 y 2GTB, que se unen al mismo sitio activo al que se unen lopinavir y remdesivir. Conclusiones: Moléculas pequeñas con propiedades similares a los fármacos podrían usarse como antivirales, después de evaluaciones experimentales.

Acomplamiento molecular: criterios prácticos para la selección de ligandos biológicamente activos e identificación de nuevos blancos terapéuticos / Molecular docking: practical criteria forselection of biologically active ligands and identification of new therapeutic targets

El acoplamiento molecular es un método bioinformático que permite predecir y calcular computacionalmente la posición más favorable de interacción entre un ligando y un blanco (usualmente proteico) a partir de sus representaciones tridimensionales. Esta herramienta bioinformática no tiene una regla que se adapte a todos los casos y la mayoría de los programas empleados con esta finalidad, tienen diferentes métodos para tratar cada caso en particular. Además, cada blanco proteico es estructuralmente diferente y la capacidad de replicar los resultados experimentales y fisiológicos depende en gran medida del sistema utilizado y del criterio del usuario. Así, este artículo proporcionará pautas y detallará varios aspectos prácticos como el estado de protonación de los átomos, la identificación de moléculas de agua importantes en el sitio activo, la diferenciación entre moléculas activas y señuelos como mecanismo de control, la determinación de la energía libre de unión (∆G) y el análisis de la flexibilidad y la dinámica molecular; aspectos que deberían ser tomados en cuenta antes de iniciar un estudio de acoplamiento molecular para la búsqueda y selección virtual de ligandos e identificación de blancos terapéuticos.

Molecular docking is a bioinformatics method that allows predicting and calculating computationally the most favorable position of interaction between a ligand and a target (usually a protein) from its three-dimensional representations. This bioinformatics tool does not have a rule that suits all cases and most of the programs used for this purpose have different methodologies to deal with each particular case. In addition, each protein target is structurally different and the ability to replicate the experimental and physiological results depends largely on the system used and the user's criteria. Thus, this article will provide guidelines and detail several practical aspects such as the protonation state of atoms, the identification of important water molecules in the active site, the differentiation between active molecules and decoys as a control mechanism, the determination of free energy binding (∆G) and analysis of flexibility and molecular dynamics; aspects that should be taken into account before starting a molecular docking study for a virtual ligand screening and identification of therapeutic targets.

Estudio teórico de compuestos derivados de cefalosporinas con potencial actividad inhibitoria frente a proteína de unión a penicilina (PBP) y resistencia a enzimas betalactamasa de espectro extendido (BLEE) producidas por Escherichia coli / Theoretical study of compounds derived from cephalosporins with inhibitory activity potential front to penicillin binding proteins (PBP) and resistance to Extended spectrum Beta-lactamase (ESBL) produced by Escherichia coli

RESUMEN Se han utilizado herramientas computacionales para proponer moléculas derivadas de cefalosporinas con potencial actividad antibacteriana, frente a cepas de Escherichia Coli, con mayor afinidad como inhibidores de enzimas de unión a penicilinas y que a su vez disminuyan o no tengan afinidad por betalactamasas de espectro extendido. Se diseñaron 20 moléculas con base en la estructura molecular de la cefalosporina, las estructuras fueron optimizadas utilizando la teoría del funcional de la densidad, se calcularon descriptores moleculares de reactividad, de forma paralela se sometieron a acoplamiento molecular con las enzimas antes mencionadas. Las moléculas presentaron valores de energía de unión negativos, doce moléculas mostraron una orientación e interacciones favorables en el sitio activo de la enzima de unión a penicilinas y trece moléculas presentaron menor afinidad que el ligando nativo (cefotaxima) por la betalactamasa. Tres moléculas pueden considerarse como potenciales inhibidores de enzimas de unión a penicilinas resistentes y betalactamasas.

SUMMARY Computational tools have been used to propose molecules derived from cephalosporins with potential antibacterial activity, against strains of Escherichia Coli, with higher affinity as inhibitors of penicillin-binding enzymes and which in turn decrease or do not have affinity for extended-spectrum beta-lactamases. 20 molecules were designed based on the molecular structure of the cephalosporin, the structures were optimized using the density functional theory, molecular descriptors of reactivity were calculated, and in parallel form they were subjected to molecular docking with the enzymes mentioned above. The molecules showed negative binding energy values, 12 molecules showed an orientation and favorable interactions in the active site of the penicillin binding enzyme and thirteen molecules had lower affinity than the native ligand (Cefotaxime) for betalactamase. Three molecules can be considered as potential inhibitors of binding enzymes to resistant penicillins and betalactamases.

Evaluation of 6-Gingerol and its modified analogues as therapeutic candidates against Schistosoma mansoni phosphofructokinase

The African most prevalent tropical disease after malaria is schistosomiasis and this disease in the developing countries is a massive socio-economic and public health burden. The disease also caused over 200,000 deaths. The development and design of new and novel antischistosomal drugs is now very important, as there are no vaccines currently and there is only one drug at the moment for the treatment of schistosomiasis. In this article, 6-gingerol was docked against the Schistosoma mansoni phosphofructokinase and the docking result was compared to those obtained from the docking of its modified analogues against the same enzyme. The chemical structure of 6-gingerol was obtained from the PubChem database while the modified analogues were designed using the ChemAxon software. The molecular docking procedure was carried out with the aid of the AutoDock Vina software while polar interactions which were eventually used in predicting the amino acid residues at the Schistosoma mansoni phosphofructokinase active site were visualized using the Pymol software. The Schistosoma mansoni phosphofructokinase 3D crystallized structure was modeled using the Swiss Model server. The molecular docking result showed that the modifications made on 6-gingerol had a positive effect on the binding energy of the compound to the enzyme active site as an appreciable increase was observed. 6-Gingerol and its modified analogues also violated none of the Lipinski's rule with suggests that the experimental compounds are drug-like. The C2H5 analogue of 6 gingerol was selected as the ideal therapeutic agent based on the pharmacokinetics study and the exhibited binding energy(AU)

La enfermedad tropical con más prevalencia en África después de la malaria es la esquistosomiasis; en los países en vías de desarrollo constituye una carga socio-económica y de salud pública enorme. La enfermedad ha ocasionado más de 200.000 muertes anuales. El desarrollo y diseño de nuevas y novedosas drogas antiesquistosomales es muy importante, ya que actualmente no existe vacuna disponible y solo hay una sola droga licenciada para su tratamiento. En esta investigación, el compuesto 6-gingerol se acopló a la enzima fosfofructoquinasa de Schistosoma mansoni y se comparó con los resultados obtenidos a partir de las interacciones de sus análogos modificados a la misma enzima. La estructura química del 6-gingerol se obtuvo de la base de datos PubChem, mientras que los análogos modificados se diseñaron utilizando el software ChemAxon. El procedimiento de acoplamiento molecular se llevó a cabo con la ayuda del software AutoDockVina, mientras las interacciones polares eventualmente utilizadas para predecir los residuos de aminoácidos en el sitio activo de la enzima fosfofructoquinasa de Schistosoma mansoni se visualizaron empleando el software Pymol. La estructura cristalizada tridimensional de la enzima fosfofructoquinasa de Schistosoma mansoni se modeló utilizando el programa Swiss Model. Se demostró que las modificaciones realizadas en el 6-gingerol tuvieron un efecto positivo en la energía de unión del compuesto al sitio activo de la enzima, tras observarse un aumento apreciable de dicha energía. El compuesto 6-Gingerol y sus análogos modificados tampoco violaron ninguna de las reglas de Lipinski, lo que sugiere que estos compuestos experimentales tienen propiedades similares a los medicamentos. El análogo C2H5 de 6-gingerol se seleccionó como el agente terapéutico ideal, basados en el estudio de farmacocinética y la energía de enlace demostrada(AU)

Identificación in silico de moléculas potencialmente inhibidoras de CDK5, proteína relacionada con la enfermedad de Alzheimer / Identification in silico of potentially inhibitive molecules of CDK5, protein related with the Alzheimer´s disease

Introducción: La enfermedad de Alzheimer exhibe un compromiso neurodegenerativo e irreversible. Hoy, numerosas investigaciones promueven la inhibición de algunas quinasas para su tratamiento, de especial mención la CDK5. Objetivo: Identificación de nuevas moléculas con posibilidad de interactuar con la proteína quinasa dependiente de ciclina 5, CDK5, inhibiendo su función. Material y Métodos: Se realizó un estudio in silico, para lo cual se extrajeron 911 moléculas de pubchem, y mediante AutoDock Vina se hicieron acoplamientos moleculares con la proteína CDK5 extraída de Protein Data Bank y con un inhibidor conocido para la proteína. Además se realizó un acoplamiento inverso para la identificación de otros posibles blancos moleculares con los mejores ligandos seleccionados. Resultados: Con los resultados obtenidos fueron identificadas cinco moléculas con valores de afinidad entre -11,6 hasta -17,7 Kcal/mol que se unen en el sitio activo de la proteína, de igual forma que lo hace el inhibidor conocido de la misma, e interactúan con los residuos cisteína 83 y glutamina 81. Conclusiones: Las moléculas identificadas pueden interactuar con la CDK5 a nivel de su sitio activo, por lo que podrían actuar como inhibidores de esta quinasa. Esto abre una futura ventana terapéutica en el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer)AU)

Introduction: The illness of Alzheimer exhibits a neurodegenerative and irreversible commitment. Today, numerous investigations promote the inhibition of some kinases to the treatment, of special mention the CDK5. Objective: Identification of new molecules witch are able to interact with the cicline dependent kinase protein 5, CDK5, inhibiting their function. Material and Methods: it was carried out a study in silico, for that 911 pubchem molecules were extracted, and by means of AutoDock Vina molecular joining were made with the protein CDK5 extracted from the Protein Data Bank and with a well-known inhibitor for the protein. It was also carried out an inverse joining for the identification of other possible molecular targets with the best selected ligands. Results: With the obtained results five molecules were identified with values of likeness among -11,6 until -17,7 Kcal/mol that joins in the active site of the protein, in the same form that makes it the well-known inhibitor of the CDK5, and interact with the residuals cysteine 83 and glutamine 81. Conclusions: The identified molecules can interact with the CDK5 at level of their active place, for what you/they could act as inhibitors of this quinasa. This opens a future therapeutic window in the treatment of the illness of Alzheimer(AU)

Characterization of the most promising fraction of Swietenia macrophylla active against myotoxic phospholipases A2: identification of catechin as one of the active compounds / Caracterización de la fracción más promisoria de Swietenia macrophylla activa contra fosfolipasas A2 miotoxicas: identificación de catequina como uno de los compuestos activos

Background: The pharmacological effects produced by snakebite accidents involve the actions of several enzymes, of which those of the phospholipases A2 (PLA2) exhibit a wide variety of effects such as edema and myotoxicity. Some plant extracts have been antagonists of crude snake venoms and toxins. Based on promising bioactivity, Swietenia macrophylla King was selected for further studies. Objective: The purpose of this study was to identify the PLA2 inhibitors present in the crude extract of S. macrophylla that could be promising leads in neutralizing the local effects of ophidian accidents. Methods: Bioassay-guided fractionation of the ethanolic extract of the leaves of S. macrophylla lead to the detection of (+)-catechin, characterized through gas chromatography coupled with mass spectrometry (GC-MS), and confirmed by HPLC. The PLA2 inhibitory activity was measured with the Dole method and a spectrophotometric assay with 4-Nitro-3 octanoyloxy-benzoic acid (4N3OBA). Cytotoxicity was done on C2C12 murine myoblast. Results: Fraction F5 and (+)-Catechin inhibited the PLA2 activity of B. asper venom, in a dosedependent way. In addition, (+) Catechin showed an inhibition level of 83.1 ± 3.1 % of the enzymati activity of one PLA2 purified from the venom of Crotalus durissus cumanensis using 4N3OBA as substrate. Also the ethanolic extract and fraction F5 showed inhibition of the cytotoxicity induced by the Bothrops atrox venom and their Lys 49 PLA2 (80 and 100% respectively). Molecular docking results suggested that OH from 4´ and 5' carbons of (+)-catechin could form hydrogen bonds with carboxylate moiety of residue Asp49, while OH from 5 could form a hydrogen bond with Asn 6. Additional Van der Waals interactions were also proposed. Conclusion: Swietenia macrophylla exhibited strong inhibitory activity against PLA2s enzymes. Catechin, one of the components in the active fraction F5, is proposed as being partially responsible for the bioactivity.

Antecedentes: Los efectos farmacológicos producidos en el accidente ofídico implican la acción de varias enzimas, como las fosfolipasas A2 (PLA2), que exhiben una amplia variedad de efectos como edema y miotoxicidad. Algunos extractos de plantas han demostrado ser antagonistas de los venenos crudos y sus toxinas. En base a una bioactividad promisoria previa, Swietenia macrophylla King fue seleccionada para estudios posteriores. Objetivo: El propósito de este estudio fue identificar metabolitos inhibidores de PLA2 presentes en el extracto crudo de S. macrophylla que podrían ser prometedores en la neutralización de los efectos locales del accidente ofídico. Métodos: Un fraccionamiento biodirigido del extracto etanólico de hojas de S. macrophylla llevó a la detección de la (+)-catequina mediante cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC-MS), y se confirmó mediante HPLC. La actividad inhibidora de PLA2 se determinó por el método de Dole y un ensayo espectrofotométrico con Ácido 4-Nitro-3-octanoiloxibenzoico (4N3OBA). La citotoxicidad se determinó en mioblastos C2C12 murinos. Resultados: La fracción F5 de S. macrophylla, mostró la mayor inhibición del veneno de Bothrops asper y PLA2s aisladas de B. atrox y Crotalus durissus cumanensis e inhibición completa de la citotoxicidad. La (+)-catequina fue el metabolito más abundante en F5, mostró una inhibición de PLA2 de 89,8%, 81,1% y 74,3%, a diferentes relaciones de veneno: catequina. Mediante estudios de docking molecular se demostró la unión de la (+)-catequina al sitio activo de la PLA2. Conclusión: Swietenia macrophylla exhibió una fuerte actividad inhibitoria sobre las enzimas PLA2s. La (+)-catequina, uno de los metabolitos presentes en la fracción activa F5, se propone como uno de los compuestos responsables de la bioactividad.

Método acoplado Autodock-PM6 para seleccionar la mejor pose en estudios de acoplamiento molecular / Autodock-PM6 method to choose the better pose in molecular docking studies / A Autodock-PM6 metodo pra seleccionar o melhor pose en estudios de acoplamiento molecular

El acoplamiento molecular (conocido como docking) es una técnica de mecánica molecular ampliamente utilizada para predecir energías y modos de enlace entre ligandos y proteínas, información de gran utilidad en el estudio de nuevos compuestos con efectos terapéuticos. No obstante, los resultados obtenidos mediante esta técnica tienden a la subjetividad, debido a que los programas utilizados para llevarla a cabo proporcionan más de un criterio de selección de la mejor pose. En la presente investigación se aplicó el método semiempírico PM6 a los resultados del acoplamiento, obteniendo con ello mejorías en el proceso de selección de la mejor pose pues se obtuvieron poses con alta probabilidad de unión al sitio activo de su receptor y con energías de unión menores a las reportadas por los criterios de selección ofrecidos por el programa de docking.

The acoplamiento molecular (conocido como docking) es una técnica de mecánica molecular ampliamente utilizada para predecir energías y modos de enlace entre ligandos y proteínas, lo que proporciona información de gran utilidad para el estudio de nuevos compuestos con efectos terapéuticos. No obstante, los resultados obtenidos mediante esta técnica tienden a la subjetividad, debido a que los programas utilizados para llevarla a cabo proporcionan más de un criterio de selección de la mejor pose. En la presente investigación, se aplicó el método semiempírico PM6 a los resultados del acoplamiento, obteniendo con ello mejorías en el proceso de selección de la mejor pose al observarse finalmente poses con alta probabilidad de unión al sitio activo de su receptor y con energías de unión menores a las reportadas por los criterios de selección ofrecidos por el programa de docking.

El acoplamiento molecular (conocido como docking) es una técnica de mecánica molecular ampliamente utilizada para predecir energías y modos de enlace entre ligandos y proteínas, lo que proporciona información de gran utilidad para el estudio de nuevos compuestos con efectos terapéuticos. No obstante, los resultados obtenidos mediante esta técnica tienden a la subjetividad, debido a que los programas utilizados para llevarla a cabo proporcionan más de un criterio de selección de la mejor pose. En la presente investigación, se aplicó el método semiempírico PM6 a los resultados del acoplamiento, obteniendo con ello mejorías en el proceso de selección de la mejor pose al observarse finalmente poses con alta probabilidad de unión al sitio activo de su receptor y con energías de unión menores a las reportadas por los criterios de selección ofrecidos por el programa de docking.

Estudio teóricoddel virus del síndrome respiratrio agudo severo (sars) a travéés del uso de métodos de acoplamiento molecular / Thoretical studiies of the virus svere acute respiratory syndromee (sars) throught of the use of methods of molecular occking / Estud teórico doo vírs da síndrome respiratória aguda severa (sars) a traves do uso de métodos de acoplamento molecular

En este estudio se ha evaluado por medio de la metodología de acoplamiento molecular una serie de 5 ligandos borados, que son variantes de la molécula FL-078. Estas moléculas tienen actividad inhibitoria frente a la proteasa Mpro responsable de la replicación del SARS-CoV. Haciendo uso del programa SYBYL7.0 se optimizó el homodímero de la Mpro (código 1Q2W), y a través del software FlexX se hizo el acople molecular con el fin de escoger el confórmero más estable de los ligandos aril borados frente a la macromolécula Mpro, encontrándose que la estructura FL-166 fue la de mejor conformación. Los 5 ligandos aril borados tienen la propiedad de interaccionar con el grupo hidroxilo (OH) presente en los residuos tales como serinas, treoninas y tirosinas. Los resultados acople molecular muestran que el mejor acercamiento sobre la cavidad se da sobre el conjunto de treoninas 21, 24, 25 y 26, y no como se afirma en la literatura: que se da sobre el conjunto de serinas 139, 144 y 147.

In this study a set of 5 aryl boronic ligands which are variations of the FL-078 molecule were assessed. These molecules haveinhibitoryactivityagainstoftheMpro protease involved in the SARS-CoV replication. A homodimeroftheMpro(ID1Q2W) was optimized using the SYBYL7.0 package and through the FlexX software was calculated the molecular docking withthe aim of choose the most stable ligand front to Mpro macromolecule. Was found among the five boronic ligands that the best pose corresponded to the FL-166 structure. These molecules show interaction with the hydroxil group beared by aminoacid residues such as serines, threoni-nes and tyrosines. The docking calculation results presented here show that the best approaching over the cavity occur on the threonines set 21, 24, 25 and 26 instead of the set pointed out by other authors Serines 139, 144 and 147.

Neste estudo avaliou-se através da metodologia do acoplamento molecular uma serie de 5 ligandos contendo boro, que são variantes da molécula FL-078, estas moléculas têm atividade inibitória à protease Mpro responsável da replicação do SARS-CoV. Usando o programa SYBYL7.0 se otimizou o homodímero da Mpro (código 1Q2W), e através do software FlexX se realizou o acoplamento molecular com a finalidade de escolher o confórmero mais estável dos ligandos aril borados frente à macromolécula Mpro. Encontrando-se que a estrutura FL-166 foi a de melhor conformação. Os 5 ligandos aril borados têm a propriedade de interagir com o grupo hidro-xila (OH) presente nos resíduos tais como serinas, treoninas e tirosinas. Os resultados de acoplamento molecular mostraram que a melhor aproximação sobre a cavidade ocorre sobre o conjunto de treoninas 21, 24, 25 y 26 e não como se afirma na literatura que se da sobre o conjunto de serinas 139, 144 y 147.