Published January 10, 2022 | Version v1
Publication Open

Evaluation of seaweed sulfated polysaccharides as natural antagonists targeting Salmonella typhi OmpF: molecular docking and pharmacokinetic profiling

Creators

  • 1. International Centre for Genetic Engineering and Biotechnology
  • 2. Madurai Kamaraj University

Description

Abstract Background Salmonella belongs to the Enterobacteriaceae family, a gram-negative, non-spore-forming, rod-shaped, motile, and pathogenic bacteria that transmit through unhygienic conditions. It is estimated that 21 million new infections arise every year, resulting in approximately 200,000 deaths. It is more prevalent among children, the old aged, and immunocompromised individuals. The frequent usage of classical antimicrobials has begun the increasing emergence of various drug-resistant pathogenic bacterial strains. Hence, this study was intended to evaluate the bioactive seaweed sulfated polysaccharides (SSPs) against the ompF (outer membrane porin F) protein target of Salmonella typhi . SSP is the sulfated compound with a wide range of biological activities, such as anti-microbial, anti-allergy, anti-cancer, anti-coagulant, anti-inflammation, anti-oxidant, and anti-viral. Results In this study, eleven compounds were targeted against S. typhi OmpF by the molecular docking approach and were compared with two commercially available typhoid medications. The SSP showed good binding affinity compared to commercial drugs, particularly carrageenan/MIV-150, carrageenan lambda, fucoidan, and 3-phenyllactate, ranked as top antagonists against OmpF . Further, pharmacokinetics and toxicology (ADMET) studies corroborated that SSP possessed drug-likeness and highly progressed in all parameters. Conclusions AutoDockTools and Schrodinger's QikProp module results suggest that SSP could be a promising drug for extensively drug-resistant (XDR) S. typhi. To the best of our knowledge, this is the first report on in silico analysis of SSP against S. typhi OmpF , thus implying the capabilities of SSPs especially compounds like carrageenans, as a potential anti-microbial agent against Salmonella typhi infections. Eventually, advanced studies could corroborate SSPs to the next level of application in the crisis of XDR microbial diseases. Graphical Abstract

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

خلفية مجردة ينتمي السالمونيلا إلى عائلة البكتيريا المعوية، وهي بكتيريا سالبة الغرام وغير بوغية، على شكل قضيب، متحركة، وممرضة تنتقل من خلال ظروف غير صحية. وتشير التقديرات إلى أن 21 مليون إصابة جديدة تنشأ كل عام، مما يؤدي إلى ما يقرب من 200000 حالة وفاة. وهو أكثر انتشارًا بين الأطفال وكبار السن والأفراد الذين يعانون من نقص المناعة. بدأ الاستخدام المتكرر لمضادات الميكروبات الكلاسيكية في الظهور المتزايد لمختلف السلالات البكتيرية المسببة للأمراض المقاومة للأدوية. وبالتالي، كانت هذه الدراسة تهدف إلى تقييم عديد السكاريد كبريتات الأعشاب البحرية النشطة بيولوجيًا (SSPs) مقابل هدف البروتين ompF (الغشاء الخارجي بورين F) للسالمونيلا التيفية . SSP هو المركب المعالج بالكبريت مع مجموعة واسعة من الأنشطة البيولوجية، مثل مضاد للميكروبات، ومضاد للحساسية، ومضاد للسرطان، ومضاد للتخثر، ومضاد للالتهاب، ومضاد للأكسدة، ومضاد للفيروسات. النتائج في هذه الدراسة، تم استهداف أحد عشر مركبًا ضد S. typhi OmpF من خلال نهج الالتحام الجزيئي وتمت مقارنتها مع اثنين من أدوية التيفوئيد المتاحة تجاريًا. أظهر SSP تقاربًا جيدًا للربط مقارنة بالعقاقير التجارية، وخاصة الكاراجينان/MIV -150، والكاراجينان لامدا، والفوكويدان، و 3 فينيلاكتات، التي تم تصنيفها كأفضل الخصوم ضد OmpF . علاوة على ذلك، أكدت دراسات الحرائك الدوائية وعلم السموم (ADMET) أن SSP تمتلك شبيهة بالأدوية وتقدمت بشكل كبير في جميع المعلمات. الاستنتاجات تشير نتائج AutoDockTools و QikProp من شرودنجر إلى أن SSP يمكن أن يكون دواءً واعدًا للتيف المقاوم للأدوية على نطاق واسع (XDR). على حد علمنا، هذا هو التقرير الأول في تحليل السيليكو لـ SSP ضد S. typhi OmpF، مما يعني قدرات SSPs خاصة المركبات مثل الكاراجينان، كعامل محتمل مضاد للميكروبات ضد عدوى السالمونيلا التيفية. في نهاية المطاف، يمكن للدراسات المتقدمة أن تدعم SSPs إلى المستوى التالي من التطبيق في أزمة الأمراض الميكروبية XDR. الملخص الرسومي

Translated Description (French)

Résumé Contexte Salmonella appartient à la famille des Enterobacteriaceae, une bactérie gram-négative, non sporulante, en forme de tige, mobile et pathogène qui se transmet dans des conditions non hygiéniques. On estime que 21 millions de nouvelles infections surviennent chaque année, entraînant environ 200 000 décès. Elle est plus fréquente chez les enfants, les personnes âgées et les personnes immunodéprimées. L'utilisation fréquente d'antimicrobiens classiques a commencé l'émergence croissante de diverses souches bactériennes pathogènes résistantes aux médicaments. Par conséquent, cette étude visait à évaluer les polysaccharides sulfatés (SSP) d'algues bioactifs par rapport à la cible protéique ompF (porine F de la membrane externe) de Salmonella typhi . Le SSP est le composé sulfaté ayant un large éventail d'activités biologiques, telles que les activités antimicrobiennes, anti-allergiques, anticancéreuses, anticoagulantes, anti-inflammatoires, antioxydantes et antivirales. Résultats Dans cette étude, onze composés ont été ciblés contre S. typhi OmpF par l'approche d'amarrage moléculaire et ont été comparés à deux médicaments contre la typhoïde disponibles dans le commerce. Le SSP a montré une bonne affinité de liaison par rapport aux médicaments commerciaux, en particulier le carraghénane/MIV-150, le carraghénane lambda, le fucoïdane et le 3-phényllactate, classés parmi les meilleurs antagonistes contre l'OmpF . De plus, les études de pharmacocinétique et de toxicologie (ADMET) ont corroboré que le SSP possédait une ressemblance avec les médicaments et avait fortement progressé dans tous les paramètres. Conclusions Les résultats du module AutoDockTools et QikProp de Schrodinger suggèrent que le SSP pourrait être un médicament prometteur pour S. typhi ultrarésistant (XDR). À notre connaissance, il s'agit du premier rapport sur l'analyse in silico de la SSP contre S. typhi OmpF , ce qui implique les capacités des SSP, en particulier des composés comme les carraghénanes, en tant qu'agent antimicrobien potentiel contre les infections à Salmonella typhi. À terme, des études avancées pourraient corroborer les SSP au niveau d'application suivant dans la crise des maladies microbiennes XDR. Résumé graphique

Translated Description (Spanish)

Resumen Antecedentes La Salmonella pertenece a la familia Enterobacteriaceae, una bacteria gramnegativa, no formadora de esporas, en forma de bastón, móvil y patógena que se transmite a través de condiciones antihigiénicas. Se estima que cada año surgen 21 millones de nuevas infecciones, lo que resulta en aproximadamente 200.000 muertes. Es más frecuente entre los niños, los ancianos y las personas inmunocomprometidas. El uso frecuente de antimicrobianos clásicos ha comenzado la creciente aparición de varias cepas bacterianas patógenas resistentes a los medicamentos. Por lo tanto, este estudio tenía como objetivo evaluar los polisacáridos sulfatados de algas marinas bioactivos (SSP) contra la proteína ompF (porina F de la membrana externa) objetivo de Salmonella typhi . SSP es el compuesto sulfatado con una amplia gama de actividades biológicas, como antimicrobiano, antialérgico, anticancerígeno, anticoagulante, antiinflamatorio, antioxidante y antiviral. Resultados En este estudio, once compuestos se dirigieron contra S. typhi OmpF mediante el enfoque de acoplamiento molecular y se compararon con dos medicamentos contra la fiebre tifoidea disponibles comercialmente. El SSP mostró una buena afinidad de unión en comparación con los fármacos comerciales, particularmente carragenano/MIV-150, carragenano lambda, fucoidano y lactato de 3-fenilo, clasificados como los principales antagonistas contra OmpF . Además, los estudios de farmacocinética y toxicología (ADMET) corroboraron que SSP poseía similitud con los medicamentos y progresó mucho en todos los parámetros. Conclusiones Los resultados del módulo QikProp de AutoDockTools y Schrodinger sugieren que SSP podría ser un fármaco prometedor para S. typhi ampliamente resistente a los medicamentos (XDR). Hasta donde sabemos, este es el primer informe sobre el análisis in silico de SSP contra S. typhi OmpF , lo que implica las capacidades de los SSP, especialmente compuestos como los carragenanos, como un posible agente antimicrobiano contra las infecciones por Salmonella typhi. Eventualmente, estudios avanzados podrían corroborar los SSP al siguiente nivel de aplicación en la crisis de las enfermedades microbianas XDR.

Files

s43088-021-00192-x.pdf

Files (2.4 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:7cb063de5fbbdd06927f1029d8aebf7f
2.4 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تقييم عديد السكاريد المملوءة بالأعشاب البحرية كمضادات طبيعية تستهدف السالمونيلا التيفية OmpF: الالتحام الجزيئي والتنميط الدوائي
Translated title (French)
Évaluation des polysaccharides sulfatés d'algues comme antagonistes naturels ciblant Salmonella typhi OmpF : amarrage moléculaire et profil pharmacocinétique
Translated title (Spanish)
Evaluación de polisacáridos sulfatados de algas marinas como antagonistas naturales dirigidos a Salmonella typhi OmpF: acoplamiento molecular y perfil farmacocinético

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4226194528
DOI
10.1186/s43088-021-00192-x

Is supplement to
https://openalex.org/W2596611913 (Other)
https://openalex.org/W2412959035 (Other)
https://openalex.org/W2409966029 (Other)
https://openalex.org/W2314044321 (Other)
https://openalex.org/W2184788827 (Other)
https://openalex.org/W2181859872 (Other)
https://openalex.org/W2166468460 (Other)
https://openalex.org/W2096761452 (Other)
https://openalex.org/W2038906788 (Other)
https://openalex.org/W1876563855 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
India

References

  • https://openalex.org/W1779315825
  • https://openalex.org/W1966419853
  • https://openalex.org/W1981267913
  • https://openalex.org/W1996764065
  • https://openalex.org/W2007209936
  • https://openalex.org/W2011481958
  • https://openalex.org/W2024164015
  • https://openalex.org/W2024383984
  • https://openalex.org/W2029953061
  • https://openalex.org/W2064754424
  • https://openalex.org/W2067853886
  • https://openalex.org/W2080973204
  • https://openalex.org/W2120061656
  • https://openalex.org/W2139859673
  • https://openalex.org/W2146441319
  • https://openalex.org/W2162700373
  • https://openalex.org/W2292752236
  • https://openalex.org/W2617862024
  • https://openalex.org/W2792427095
  • https://openalex.org/W2909057777
  • https://openalex.org/W3160189755
  • https://openalex.org/W4245694598