Published May 17, 2023
| Version v1
Publication
Open
Mechanistic inhibition of human papillomavirus-associated cervical cancer and DNA polymerase theta receptor by natural Apigenin derivatives: An extensive drug design and computational approach
Creators
- 1. Daffodil International University
- 2. Gaziantep University
- 3. Islamic University
- 4. University of Rajshahi
- 5. Bahir Dar University
- 6. Université Laval
- 7. King Saud University
- 8. Instituts Supérieurs des Professions Infirmières et Techniques de Santé
Description
Abstract The present study deals with the advanced in-silico analyses of several Apigenin derivatives to explore human papillomavirus-associated cervical cancer and DNA polymerase theta inhibitor properties by molecular docking, molecular dynamics, QSAR, drug-likeness, PCA, a dynamic cross-correlation matrix and quantum calculation properties. Initially, the literature study revealed that Apigenin has potent antimicrobial and anticancer properties. So, their potential derivatives are picked up to determine human papillomavirus-associated cervical cancer and DNA polymerase theta inhibitor properties . The findings were streamlined by exposing the in silico molecular docking, highlighting that all the Apigenin derivatives exhibit prospective interactions of energy binding with targeted proteins. The Apigenin 4'-O-Rhamnoside and Apigenin-4'-Alpha-L-Rhamnoside were more potent against HPV45 oncoprotein E7 (PDB ID 2EWL), where the Apigenin and Apigenin 5-O-Beta-D-Glucopyranoside showed significant binding energy against L1 protein of human. Similarly, the binding affinity range is achieved from -7.5 kcal/mol to -8.8 kcal/mol against DNA polymerase theta, representing that Apigenin derivatives should inhibit the DNA polymerase theta (PDB ID 8E23). Then, this finding was confirmed by molecular dynamic simulation at 100ns and analysis of different parameters such as RMSD, RMSF, SASA, H-bond, and RoG profiles and it is found that our selected compounds were found to be potentially stable. When stability testing is passed, the ADMET, pharmacokinetics, and drug-likeness properties are screened and fulfilled by all the criteria. Moreover, QSAR, PCA, Dynamic cross-correlation matrix, and quantum calculation were also conducted and the outcome was satisfied. As this study was carried out using in silico computational approaches and obtained outstanding results. So, to validate these results, further wet-lab experiments might be carried out under in vivo and in vitro conditions.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تتناول هذه الدراسة التحليلات المتقدمة داخل السيليكون للعديد من مشتقات أبيجينين لاستكشاف سرطان عنق الرحم المرتبط بفيروس الورم الحليمي البشري وخصائص مثبطات بوليميراز الحمض النووي عن طريق الالتحام الجزيئي، والديناميكيات الجزيئية، و QSAR، وشذوذ الدواء، و PCA، ومصفوفة الارتباط المتبادل الديناميكية وخصائص الحساب الكمومي. في البداية، كشفت دراسة الأدبيات أن الأبيجينين له خصائص قوية مضادة للميكروبات ومضادة للسرطان. لذلك، يتم التقاط مشتقاتها المحتملة لتحديد خصائص سرطان عنق الرحم المرتبط بفيروس الورم الحليمي البشري ومثبط بوليميراز الحمض النووي ثيتا. تم تبسيط النتائج من خلال كشف الالتحام الجزيئي في السيليكو، مع تسليط الضوء على أن جميع مشتقات أبيجينين تظهر تفاعلات محتملة لربط الطاقة مع البروتينات المستهدفة. كان Apigenin 4'- O - Rhamnoside و Apigenin -4 '- Alpha - L - Rhamnoside أكثر فعالية ضد البروتين الورمي HPV45 E7 (PDB ID 2EWL)، حيث أظهر Apigenin و Apigenin 5 - O - Beta - D - Glucopyranoside طاقة ربط كبيرة ضد بروتين L1 البشري. وبالمثل، يتم تحقيق نطاق تقارب الارتباط من -7.5 سعرة حرارية/مول إلى -8.8 سعرة حرارية/مول ضد ثيتا بوليميراز الحمض النووي، مما يمثل أن مشتقات أبيجينين يجب أن تمنع ثيتا بوليميراز الحمض النووي (PDB ID 8E23). بعد ذلك، تم تأكيد هذه النتيجة من خلال المحاكاة الديناميكية الجزيئية عند 100 ثانية وتحليل المعلمات المختلفة مثل ملفات تعريف RMSD و RMSF و SASA و H - bond و RoG ووجد أن مركباتنا المختارة من المحتمل أن تكون مستقرة. عند اجتياز اختبار الثبات، يتم فحص خصائص ADMET والحرائك الدوائية وشذوذ الأدوية واستيفائها بجميع المعايير. علاوة على ذلك، تم أيضًا إجراء QSAR و PCA ومصفوفة الارتباط المتبادل الديناميكي والحساب الكمي وتم استيفاء النتيجة. حيث تم إجراء هذه الدراسة باستخدام مناهج حسابية سيليكو وحصلت على نتائج رائعة. لذلك، للتحقق من صحة هذه النتائج، يمكن إجراء المزيد من تجارب المختبرات الرطبة في ظروف داخل الجسم وفي المختبر.Translated Description (French)
Résumé La présente étude traite des analyses in-silico avancées de plusieurs dérivés de l'apigénine pour explorer le cancer du col de l'utérus associé au papillomavirus humain et les propriétés inhibitrices de l'ADN polymérase thêta par accostage moléculaire, dynamique moléculaire, QSAR, similarité médicamenteuse, PCA, une matrice dynamique de corrélation croisée et des propriétés de calcul quantique. Initialement, l'étude de la littérature a révélé que l'apigénine possède de puissantes propriétés antimicrobiennes et anticancéreuses. Ainsi, leurs dérivés potentiels sont ramassés pour déterminer le cancer du col de l'utérus associé au papillomavirus humain et les propriétés des inhibiteurs de l'ADN polymérase thêta. Les résultats ont été rationalisés en exposant l'amarrage moléculaire in silico, soulignant que tous les dérivés d'Apigénine présentent des interactions prospectives de liaison énergétique avec les protéines ciblées. L'apigénine 4'-O-Rhamnoside et l'apigénine-4' -Alpha-L-Rhamnosideétaient plus puissants contre l'oncoprotéine E7 du VPH45 (PDB ID 2EWL), où l'apigénine et l'apigénine 5-O-Bêta-D-Glucopyranoside ont montré une énergie de liaison significative contre la protéine L1 de l'homme. De même, la plage d'affinité de liaison est atteinte de -7,5 kcal/mol à -8,8 kcal/mol contre l'ADN polymérase thêta, ce qui représente que les dérivés d'apigénine devraient inhiber l'ADN polymérase thêta (PDB ID 8E23). Ensuite, cette découverte a été confirmée par une simulation dynamique moléculaire à 100ns et l'analyse de différents paramètres tels que les profils RMSD, RMSF, SASA, H-bond et RoG et il a été constaté que nos composés sélectionnés étaient potentiellement stables. Lorsque le test de stabilité est réussi, les propriétés de l'ADMET, de la pharmacocinétique et de la ressemblance du médicament sont examinées et remplies par tous les critères. De plus, QSAR, PCA, matrice d'intercorrélation dynamique et calcul quantique ont également été effectués et le résultat a été satisfait. Comme cette étude a été réalisée en utilisant des approches computationnelles in silico et a obtenu des résultats exceptionnels. Ainsi, pour valider ces résultats, d'autres expériences en laboratoire humide pourraient être réalisées dans des conditions in vivo et in vitro.Translated Description (Spanish)
Resumen El presente estudio se ocupa de los análisis avanzados in-silico de varios derivados de apigenina para explorar el cáncer cervical asociado al virus del papiloma humano y las propiedades del inhibidor de la ADN polimerasa theta por acoplamiento molecular, dinámica molecular, QSAR, similitud a fármacos, PCA, una matriz dinámica de correlación cruzada y propiedades de cálculo cuántico. Inicialmente, el estudio de la literatura reveló que la apigenina tiene potentes propiedades antimicrobianas y anticancerígenas. Por lo tanto, sus derivados potenciales se recogen para determinar el cáncer cervical asociado al virus del papiloma humano y las propiedades del inhibidor de la ADN polimerasa theta. Los hallazgos se racionalizaron al exponer el acoplamiento molecular in silico, destacando que todos los derivados de apigenina exhiben interacciones prospectivas de unión de energía con proteínas dirigidas. El 4'-O-ramnósido de apigenina y el 4' -Alfa-L-ramnósidode apigenina fueron más potentes contra la oncoproteína E7 del VPH45 (PDB ID 2EWL), donde la apigenina y el 5-O-Beta-D-glucopiranósido de apigenina mostraron una energía de unión significativa contra la proteína L1 del ser humano. De manera similar, el rango de afinidad de unión se logra de -7.5 kcal/mol a -8.8 kcal/mol contra la ADN polimerasa theta, lo que representa que los derivados de apigenina deben inhibir la ADN polimerasa theta (PDB ID 8E23). Luego, este hallazgo se confirmó mediante simulación dinámica molecular a 100 ns y análisis de diferentes parámetros como los perfiles RMSD, RMSF, SASA, enlace de H y RoG, y se encontró que nuestros compuestos seleccionados eran potencialmente estables. Cuando se pasan las pruebas de estabilidad, las propiedades de ADMET, farmacocinética y similitud con los medicamentos se examinan y cumplen con todos los criterios. Además, también se realizaron QSAR, PCA, matriz de correlación cruzada dinámica y cálculo cuántico y el resultado fue satisfactorio. Como este estudio se llevó a cabo utilizando enfoques computacionales in silico y obtuvo resultados sobresalientes. Por lo tanto, para validar estos resultados, se podrían llevar a cabo más experimentos de laboratorio húmedo en condiciones in vivo e in vitro.Files
latest.pdf.pdf
Files
(1.4 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:edb8a97d50aacc4ef19c35f725f3c194
|
1.4 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التثبيط الميكانيكي لسرطان عنق الرحم المرتبط بفيروس الورم الحليمي البشري ومستقبل بوليميراز الحمض النووي ثيتا بواسطة مشتقات أبيجينين الطبيعية: تصميم واسع النطاق للدواء ونهج حسابي
- Translated title (French)
- Inhibition mécaniste du cancer du col de l'utérus associé au papillomavirus humain et du récepteur thêta de l'ADN polymérase par des dérivés naturels de l'apigénine : une approche exhaustive de la conception et du calcul des médicaments
- Translated title (Spanish)
- Inhibición mecanicista del cáncer cervical asociado al virus del papiloma humano y el receptor theta de la ADN polimerasa por derivados naturales de la apigenina: un extenso diseño de fármacos y enfoque computacional
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4376867774
- DOI
- 10.21203/rs.3.rs-2899321/v1
References
- https://openalex.org/W1973268287
- https://openalex.org/W1981225934
- https://openalex.org/W2003086496
- https://openalex.org/W2007720815
- https://openalex.org/W2011664305
- https://openalex.org/W2014648178
- https://openalex.org/W2015580322
- https://openalex.org/W2021508930
- https://openalex.org/W2029667189
- https://openalex.org/W2046402326
- https://openalex.org/W2049500342
- https://openalex.org/W2057089150
- https://openalex.org/W2139291281
- https://openalex.org/W2180740000
- https://openalex.org/W2260911333
- https://openalex.org/W2292022498
- https://openalex.org/W2587752026
- https://openalex.org/W2740009797
- https://openalex.org/W2742931966
- https://openalex.org/W2790485042
- https://openalex.org/W2810266324
- https://openalex.org/W2899070097
- https://openalex.org/W2949243426
- https://openalex.org/W2952806785
- https://openalex.org/W2990173142
- https://openalex.org/W3001262658
- https://openalex.org/W3015772741
- https://openalex.org/W3027977667
- https://openalex.org/W3082738962
- https://openalex.org/W3137285942
- https://openalex.org/W3146983201
- https://openalex.org/W3167659164
- https://openalex.org/W3216034550
- https://openalex.org/W4283642015
- https://openalex.org/W4285065525
- https://openalex.org/W4285719527
- https://openalex.org/W4297855467
- https://openalex.org/W4310241125
- https://openalex.org/W4312939852
- https://openalex.org/W4320493620