scholarly journals Ligand discrimination during virtual screening of the CB1 cannabinoid receptor crystal structures following cross-docking and microsecond molecular dynamics simulations

RSC Advances ◽  
2019 ◽  
Vol 9 (28) ◽  
pp. 15949-15956 ◽  
Author(s):  
Jason S. E. Loo ◽  
Abigail L. Emtage ◽  
Lahari Murali ◽  
Sze Siew Lee ◽  
Alvina L. W. Kueh ◽  
...  
Keyword(s):  
Molecular Dynamics ◽  
Virtual Screening ◽  
Molecular Dynamics Simulations ◽  
Crystal Structures ◽  
Cannabinoid Receptor ◽  
Cross Docking ◽  
Cb1 Cannabinoid Receptor ◽  
Screening Performance ◽  
Dynamics Simulations ◽  
Virtual Screening Performance

Ligands of inactive and active-state CB1 receptor crystal structures were swapped and virtual screening performance assessed after molecular dynamics simulations.

scholarly journals Sampling of conformational ensemble for virtual screening using molecular dynamics simulations and normal mode analysis

2015 ◽  
Vol 7 (17) ◽  
pp. 2317-2331 ◽  
Author(s):  
Gautier Moroy ◽  
Olivier Sperandio ◽  
Shakti Rielland ◽  
Saurabh Khemka ◽  
Karen Druart ◽  
...  
Keyword(s):  
Molecular Dynamics ◽  
Virtual Screening ◽  
Molecular Dynamics Simulations ◽  
Normal Mode ◽  
Normal Mode Analysis ◽  
Mode Analysis ◽  
Conformational Ensemble ◽  
Dynamics Simulations

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 IDENTIFICATION OF POTENTIAL SALMONELLA TYPHI BETA-LACTAMASE TEM 1 INHIBITORS USING PEPTIDOMIMETICS, VIRTUAL SCREENING, AND MOLECULAR DYNAMICS SIMULATIONS

2018 ◽  
Vol 10 (1) ◽  
pp. 91
Author(s):  
Rakesh K. R. Pandit ◽  
Dinesh Gupta ◽  
Tapan K. Mukherjee
Keyword(s):  
Molecular Dynamics ◽  
Antibiotic Resistance ◽  
Virtual Screening ◽  
Molecular Dynamics Simulations ◽  
Active Site ◽  
Beta Lactamase ◽  
Ramachandran Plot ◽  
Small Peptide ◽  
In Silico Docking ◽  
Dynamics Simulations

Objective: The purpose of this study was to identify a potential peptidomimetic S. typhi Beta-lactamase TEM 1 inhibitor to tackle the antibiotic resistance among S. typhi.Methods: The potential peptidomimetic inhibitor was identified by in silico docking of the small peptide WFRKQLKW with S. typhi Beta-lactamase TEM 1. The 3D coordinate geometry of the residues of small peptide interacting with the active site of the receptor was generated and mimics were identified using PEP: MMs: MIMIC server. All the identified mimics were docked at the active site of the receptor using Autodock 4.2 and the best-docked complex was selected on the basis of binding energy and number of H-bonds. The complex was then subjected to molecular dynamics simulations of 30 ns using AMBER 12 software package. The stereochemical stability of the Beta-lactamase TEM 1-WFRKQLKW complex was estimated with the help of Ramachandran plot using PROCHECK tool.Results: In the present study, a new potential peptidomimetic inhibitor (ZINC05839264) of Beta-lactamase TEM 1 has been identified based on antimicrobial peptide WFRKQLKW by virtual screening of the MMsINC database. The docking and molecular simulation studies revealed that the mimic binds more tightly to the active site of the receptor than the peptide. The Ramachandran plot also shows that the Beta-lactamase TEM 1-mimic complex is stereo chemically more stable than Beta-lactamase TEM 1-WFRKQLKW complex as more number of residues (93.6%) are falling under the core region of the plot in case of the former.Conclusion: The study shows that the peptidomimetic compound can act as a potential inhibitor of S. typhi Beta-lactamase TEM 1 and further it can be developed into more effective therapeutic to tackle the problem of antibiotic resistance.

scholarly journals 4094 Structural Determinants of Immunogenicity for Peptide-Based Immunotherapy

2020 ◽  
Vol 4 (s1) ◽  
pp. 16-16
Author(s):  
Jason Devlin ◽  
Jesus Alonso ◽  
Grant Keller ◽  
Sara Bobisse ◽  
Alexandre Harari ◽  
...  
Keyword(s):  
Molecular Dynamics ◽  
T Cell ◽  
Molecular Dynamics Simulations ◽  
Crystal Structures ◽  
T Cell Receptor ◽  
Tumor Regression ◽  
Recombinant Expression ◽  
Cell Receptor ◽  
Protein Crystal ◽  
Dynamics Simulations

OBJECTIVES/GOALS: Neoantigen vaccine immunotherapies have shown promise in clinical trials, but identifying which peptides to include in a vaccine remains a challenge. We aim to establish that molecular structural features can help predict which neoantigens to target to achieve tumor regression. METHODS/STUDY POPULATION: Proteins were prepared by recombinant expression in E. coli followed by in vitro refolding. Correctly folded proteins were purified by chromatography. Affinities of protein-protein interactions were measured by surface plasmon resonance (SPR) and thermal stabilities of proteins were determined by differential scanning fluorimetry. All experiments were performed at least in triplicate. Protein crystals were obtained by hanging drop vapor diffusion. The protein crystal structures were solved by molecular replacement and underwent several rounds of automated refinement. Molecular dynamics simulations were performed using the AMBER molecular dynamics package. RESULTS/ANTICIPATED RESULTS: A T cell receptor (TCR) expressed by tumor-infiltrating T cells exhibited a 20-fold stronger binding affinity to the neoantigen peptide compared to the self-peptide. X-ray crystal structures of the peptides with the major histocompatibility complex (MHC) protein demonstrated that a non-mutated residue in the peptide samples different positions with the mutation. The difference in conformations of the non-mutated residue was supported by molecular dynamics simulations. Crystal structures of the TCR engaging both peptide/MHCs suggested that the conformation favored by the mutant peptide was crucial for TCR binding. The TCR bound the neoantigen/MHC with faster binding kinetics. DISCUSSION/SIGNIFICANCE OF IMPACT: Our results suggest that the mutation impacts the conformation of another residue in the peptide, and this alteration allows for more favorable T cell receptor binding to the neoantigen. This highlights the potential of non-mutated residues in contributing to neoantigen recognition.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document