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Enregistrement W3161596153

Structure-based Designing of Inhibitors against Plasmepsins from Plasmodium Falciparum

2020· article· en· W3161596153 sur OpenAlexaff
Vandana Mishra, Ishan Rathore, Anagha Arekar, Lakshmi Kavitha Sthanam, R.K. Bedi, Chandan Patel, Anuradha Deshmukh, Huogen Xiao, Swati Patankar, Shamik Sen, Rickey Y. Yada, Alexander Wlodawer, Alla Gustchina, Koushi Hidaka, Prasenjit Bhaumik

Notice bibliographique

RevueSSRN Electronic Journal · 2020
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueMalaria Research and Control
Établissements canadiensUniversity of British ColumbiaUniversity of Guelph
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésPepstatinPlasmodium falciparumBiochemistryZymogenSaquinavirBinding siteChemistryLead compoundBiologyAllosteric regulationActive siteEnzymeProteaseStereochemistryIn vitroVirology
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The Plasmodium falciparum comprising four vacuolar plasmepsins (PMs) i.e. PMI, PMII, PMIV, and HAP (histo-aspartic protease) which are involved in hemoglobin (Hb) catabolism as well as a non-vacuolar plasmepsin, PMV responsible for virulent proteins export, represent promising targets to combat antimalarial drug resistance. This study reports the first detailed structural analysis and molecular dynamics simulation of PMV as an apoenzyme and its complexes with the PEXEL substrate as well as with the saquinavir inhibitor. The PMV-PEXEL complexed structure shows that the unique positions of Glu179 and Gln222 in PMV provides specificity to the PEXEL substrate consisting arginine at P3 position. The structural analysis also reveals that the S4 binding pocket in PMV contains bulkier residues Ile94, Ala98, Phe370 and Tyr472, that does not allow binding of pepstatin A, a potent inhibitor of most pepsin-like aspartic proteases. Saquinavir shows the highest binding affinity with PMV among the screened inhibitors. The P2 site carrying a flexible group and P3 position that is occupied by a bulky hydrophobic group of the inhibitor is preferred in the PMV substrate binding pocket. Results from the present study will aid in the design of more potent inhibitors of PMV. Further, we have demonstrated for the first time the use of soluble recombinant PMII for structure-guided drug discovery with KNI inhibitors. Compounds used in this study (KNI-10742, 10743, 10395, 10333, and 10343) exhibit nanomolar inhibition against PMII and are also effective in blocking the activities of PMI and PMIV with the low nanomolar Ki values. The high resolution crystal structures of PMII–KNI inhibitor complexes reveal interesting features modulating their differential potency. The alkylamino analog, KNI-10743, shows intrinsic flexibility at the P2 position that potentiates its interactions with Asp132, Leu133, and Ser134. The phenylacetyl tripeptides, KNI-10333 and KNI- 10343, accommodate different ρ-substituents at the P3 phenylacetyl ring that determine the orientation of the ring, thus creating novel hydrogen-bonding contacts. KNI-10743 and KNI-10333 possess significant antimalarial activity, block Hb degradation inside the food vacuole, and show no cytotoxicity on human cells; thus, they can be considered as promising antimalarial drug candidates. Based on our structural data, the novel KNI derivatives have been designed that can be further developed for potential clinical use. We have explored another interesting aspect of antimalarial drug design where we used PMII as a model system to investigate the inhibitory values of six well known HIV-1 protease inhibitors (PIs). These inhibitors block the activity of PMII with the Ki values in the low micromolar range ranging from 0.3-2.4 µM among which ritonavir exhibits the highest inhibition constant of 0.3 µM followed by lopinavir, saquinavir, nelfinavir, and indinavir. To understand the molecular basis of inhibition of PMII by PIs, the crystal structure of PMII in complex with ritonavir was solved. In the complexed structure, we have monitored the flexibility in the terminal P3 group in the inhibitor that can occupy multiple pockets. These results suggest that HIV-1 PIs could be further developed into effective antimalarial drugs that would target multiple PMs.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,001
Score d'incertitude au seuil0,004

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,014
Tête enseignante GPT0,248
Écart entre enseignants0,234 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2020
Routes d'admission1
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