Published September 23, 2022 | Version v1
Publication Open

Investigation of bioactive compounds from Bacillus sp. against protein homologs CDC42 of Colletotrichum gloeosporioides causing anthracnose disease in cassava by using molecular docking and dynamics studies

Creators

  • 1. Suranaree University of Technology
  • 2. Dr. B. R. Ambedkar Open University
  • 3. Mahatma Gandhi University
  • 4. Can Tho University

Description

Manihot esculenta , commonly called cassava, is an economically valuable crop and important staple food, grown in tropical and subtropical regions of the world. Demand for cassava in the food and fuel industry is growing worldwide. However, anthracnose disease caused by Colletotrichum gloeosporioides severely affects cassava yield and production. The bioactive molecules from Bacillus are widely used to control fungal diseases in several plants. Therefore, in this study, bioactive compounds (erucamide, behenic acid, palmitic acid, phenylacetic acid, and β-sitosterol) from Bacillus megaterium were assessed against CDC42, a key protein for virulence, from C. gloeosporioides . Structure of the CDC42 protein was generated through the comparative homology modeling method. The binding site of the ligands and the stability of the complex were analyzed through docking and molecular dynamics simulation studies, respectively. Furthermore, a protein interaction network was envisaged through the STRING database, followed by enrichment analysis in the WebGestalt tool. From the enrichment analysis, it is apparent that bioactive from B. megaterium chiefly targets the MAP kinase pathway that is essential for filamentous growth and virulence. Further exploration through experimental studies could be advantageous for cassava improvement as well as to combat against C. gloeosporioides pathogen.

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

Translated Description (Arabic)

مانيهوت إيسكولينتا ، المعروف باسم الكسافا، هو محصول ذو قيمة اقتصادية وغذاء أساسي مهم، يزرع في المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية من العالم. يتزايد الطلب على المنيهوت في صناعة الأغذية والوقود في جميع أنحاء العالم. ومع ذلك، فإن مرض الجمرة الخبيثة الناجم عن Colletotrichum gloeosporioides يؤثر بشدة على غلة المنيهوت وإنتاجه. تستخدم الجزيئات النشطة بيولوجيًا من العصيات على نطاق واسع للسيطرة على الأمراض الفطرية في العديد من النباتات. لذلك، في هذه الدراسة، تم تقييم المركبات النشطة بيولوجيًا (الإيروكاميد، وحمض البهنيك، وحمض البالمتيك، وحمض فينيل أسيتيك، وبيتا سيتوستيرول) من Bacillus megaterium مقابل CDC42، وهو بروتين رئيسي للفوعة، من C. gloeosporioides . تم إنشاء بنية بروتين CDC42 من خلال طريقة نمذجة التماثل المقارن. تم تحليل موقع ربط الروابط واستقرار المجمع من خلال دراسات محاكاة الالتحام والديناميكيات الجزيئية، على التوالي. علاوة على ذلك، تم تصور شبكة تفاعل البروتين من خلال قاعدة بيانات السلسلة، تليها تحليل الإثراء في أداة WebGestalt. من تحليل الإثراء، من الواضح أن النشاط البيولوجي من B. megaterium يستهدف بشكل رئيسي مسار كيناز MAP الضروري للنمو الخيطي والفوعة. يمكن أن يكون المزيد من الاستكشاف من خلال الدراسات التجريبية مفيدًا لتحسين المنيهوت وكذلك لمكافحة مسببات أمراض C. gloeosporioides.

Translated Description (French)

Manihot esculenta , communément appelé manioc, est une culture économiquement précieuse et un aliment de base important, cultivé dans les régions tropicales et subtropicales du monde. La demande de manioc dans l'industrie alimentaire et du carburant augmente dans le monde entier. Cependant, la maladie de l'anthracnose causée par Colletotrichum gloeosporioides affecte gravement le rendement et la production de manioc. Les molécules bioactives de Bacillus sont largement utilisées pour contrôler les maladies fongiques chez plusieurs plantes. Par conséquent, dans cette étude, les composés bioactifs (érucamide, acide béhénique, acide palmitique, acide phénylacétique et β-sitostérol) de Bacillus megaterium ont été évalués par rapport à CDC42, une protéine clé pour la virulence, de C. gloeosporioides . La structure de la protéine CDC42 a été générée par la méthode de modélisation homologique comparative. Le site de liaison des ligands et la stabilité du complexe ont été analysés respectivement par des études d'amarrage et de simulation de la dynamique moléculaire. En outre, un réseau d'interaction protéique a été envisagé à travers la base de données STRING, suivi d'une analyse d'enrichissement dans l'outil WebGestalt. D'après l'analyse de l'enrichissement, il est évident que le bioactif de B. megaterium cible principalement la voie de la MAP kinase qui est essentielle à la croissance filamenteuse et à la virulence. Une exploration plus approfondie par le biais d'études expérimentales pourrait être avantageuse pour l'amélioration du manioc ainsi que pour lutter contre l'agent pathogène C. gloeosporioides.

Translated Description (Spanish)

Manihot esculenta , comúnmente llamada yuca, es un cultivo económicamente valioso e importante alimento básico, cultivado en regiones tropicales y subtropicales del mundo. La demanda de yuca en la industria de alimentos y combustibles está creciendo en todo el mundo. Sin embargo, la enfermedad de la antracnosis causada por Colletotrichum gloeosporioides afecta gravemente el rendimiento y la producción de yuca. Las moléculas bioactivas de Bacillus se utilizan ampliamente para controlar enfermedades fúngicas en varias plantas. Por lo tanto, en este estudio, los compuestos bioactivos (erucamida, ácido behénico, ácido palmítico, ácido fenilacético y β-sitosterol) de Bacillus megaterium se evaluaron contra CDC42, una proteína clave para la virulencia, de C. gloeosporioides . La estructura de la proteína CDC42 se generó a través del método de modelado de homología comparativa. El sitio de unión de los ligandos y la estabilidad del complejo se analizaron a través de estudios de simulación de acoplamiento y dinámica molecular, respectivamente. Además, se previó una red de interacción de proteínas a través de la base de datos de CADENAS, seguida de un análisis de enriquecimiento en la herramienta WebGestalt. A partir del análisis de enriquecimiento, es evidente que el bioactivo de B. megaterium se dirige principalmente a la vía de la MAP quinasa que es esencial para el crecimiento filamentoso y la virulencia. La exploración adicional a través de estudios experimentales podría ser ventajosa para la mejora de la yuca, así como para combatir el patógeno C. gloeosporioides.

Files

pdf.pdf

Files (4.0 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:b5d32e3c38437b10798855e7f81111d5
4.0 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التحقيق في المركبات النشطة بيولوجيًا من Bacillus sp. ضد مثيلات البروتين CDC42 من Colletotrichum gloeosporioides التي تسبب مرض الجمرة الخبيثة في المنيهوت باستخدام دراسات الالتحام الجزيئي والديناميكيات
Translated title (French)
Étude des composés bioactifs de Bacillus sp. contre les homologues protéiques CDC42 de Colletotrichum gloeosporioides causant la maladie de l'anthracnose dans le manioc à l'aide d'études d'amarrage moléculaire et de dynamique
Translated title (Spanish)
Investigación de compuestos bioactivos de Bacillus sp. contra homólogos de proteínas CDC42 de Colletotrichum gloeosporioides que causan la enfermedad de la antracnosis en la yuca mediante el uso de estudios de acoplamiento molecular y dinámica

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4297005983
DOI
10.3389/fmolb.2022.1010603

Is supplement to
https://openalex.org/W3015895548 (Other)
https://openalex.org/W2782108956 (Other)
https://openalex.org/W2614545965 (Other)
https://openalex.org/W2352733596 (Other)
https://openalex.org/W2114009169 (Other)
https://openalex.org/W2112030104 (Other)
https://openalex.org/W2082860237 (Other)
https://openalex.org/W2053222796 (Other)
https://openalex.org/W1979172052 (Other)
https://openalex.org/W1964441444 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Vietnam

References

  • https://openalex.org/W1538141367
  • https://openalex.org/W1975459052
  • https://openalex.org/W1981059904
  • https://openalex.org/W1992192767
  • https://openalex.org/W2005974897
  • https://openalex.org/W2038746479
  • https://openalex.org/W2048355788
  • https://openalex.org/W2059013803
  • https://openalex.org/W2060880925
  • https://openalex.org/W2089132803
  • https://openalex.org/W2093006946
  • https://openalex.org/W2103945336
  • https://openalex.org/W2129880685
  • https://openalex.org/W2134967712
  • https://openalex.org/W2159614853
  • https://openalex.org/W2171268876
  • https://openalex.org/W2171716692
  • https://openalex.org/W2181482436
  • https://openalex.org/W2591174681
  • https://openalex.org/W2604817691
  • https://openalex.org/W2801567330
  • https://openalex.org/W2885789865
  • https://openalex.org/W2893990232
  • https://openalex.org/W2912837096
  • https://openalex.org/W3012379281
  • https://openalex.org/W3014364508
  • https://openalex.org/W3021294360
  • https://openalex.org/W3040901315
  • https://openalex.org/W3082210969
  • https://openalex.org/W3100335193
  • https://openalex.org/W3107156479
  • https://openalex.org/W3127390889
  • https://openalex.org/W3133252082
  • https://openalex.org/W3138546264
  • https://openalex.org/W3157042273
  • https://openalex.org/W3184528838
  • https://openalex.org/W3201333978
  • https://openalex.org/W3202258953
  • https://openalex.org/W4221131733