Investigation of the Effect of Natural Bioactive Components on iNOS Activity in-Slico

Abstract

Aim: The inducible isoform of nitric oxide synthase (iNOS) is synthesized in many cells, especially macrophages, and is responsible for the immune response. It is known that the expression of iNOS, and therefore the production of NO, has beneficial antiviral, antiparasitic, microbicidal, immunomodulatory, and antitumor effects. On the other hand, excessive NO release because of overexpression or dysregulation of iNOS plays a role in the pathophysiology of many diseases. Conducting computational studies of iNOS binding of bioactive components obtained from plants allows us to obtain detailed information about their inhibitory mechanisms accurately. This study investigated the molecular interactions of resveratrol, s-allylcysteine (SAC), hypericin, and thymoquinone with the iNOS enzyme by in-silico methods. All of the bioactive compounds selected according to the results of molecular placement exhibited inhibitory activity against iNOS. Materials and Methods: The crystal structure of the target protein, iNOS, was taken from the protein database. 3D structures of bioactive compounds were obtained from PubChem. Docking simulations of iNOS inhibitor molecules were performed using AutoDock Vina program. Results: All of the bioactive compounds selected according to the molecular placement results exhibited inhibitory activity against INOS. In addition, in all of the docking analysis results, the molecules were connected to the main protease from the same point. Conclusion: Apart from hypericin, other bioactive compounds are ready to become alternative drug candidates for iNOS inhibition. However, computer simulations are the first step for the development of inhibitory compounds, and further research and clinical applications are required. Keywords: Bioactive components; nitric oxide; Inos; in-slico.

Keywords

• Bioactive components
• nitric oxide
• ıNOS
• in-slico

Doğal Biyoaktif Bileşenlerin iNOS Aktivitesi Üzerine Etkisinin in-Sliko Olarak İncelenmesi

Öz

ÖZET Doğal Biyoaktif Bileşenlerin iNOS Aktivitesi Üzerine Etkisinin in-Sliko Olarak İncelenmesi Amaç: Nitrik oksit sentazın indüklenebilir izoformu (iNOS) makrofajlar başta olmak üzere pek çok hücrede sentezlenir ve immün yanıttan sorumludur. iNOS ekspresyonunun ve dolayısıyla NO üretiminin yararlı antiviral, antiparazital, mikrobisidal, immün modülatör ve antitümör etkilerinin olduğu bilinmektedir. Diğer taraftan iNOS'un aşırı ekspresyonu veya düzensizliğinin bir sonucu olarak aşırı miktarda NO salınımı birçok hastalığın patofizyolojisinde rol oynamaktadır. Bitkilerden elde edilen biyoaktif bileşenlerin iNOS bağlanmasına ilişkin hesaplamalı çalışmalar yapmak, inhibitör mekanizmaları hakkında kesin bir doğruluk düzeyi ile ayrıntılı bilgi elde etmeyi sağlar. Bu çalışmada, resveratrol, s-allilsistein (SAC), hiperisin ve timokinonun iNOS enzimi ile moleküler etkileşimlerinin in-siliko yöntemlerle incelenmesi amaçlanmıştır. Materyal ve Metot: Hedef protein olan iNOS’un kristal yapısı protein veri tabanından alınmıştır. Biyoaktif bileşiklerin 3D yapıları ise PubChem’den elde edilmiştir. iNOS inhibitör moleküllerin kenetlenme simülasyonları, AutoDock Vina programı kullanılarak yerleştirme çalışması yapıldı. Bulgular: Moleküler yerleştirme sonuçlarına göre seçilen biyoaktif bileşiklerin tamamı iNOS’a karşı inhibitör aktivite sergilemiştir. Ayrıca kenetlenme analizi sonuçlarının hepsinde moleküller aynı noktadan ana proteaza bağlanmıştır. Sonuç: Hiperisin dışında diğer biyoaktif bileşikler iNOS inhibisyonu için alternatif ilaç adayları olmaya hazırdır. Ancak bilgisayar simülasyonları inhibitör bileşiklerin geliştirilmesi için ilk adımdır ve daha fazla araştırma ve klinik uygulama yapılması gerekmektedir. Anahtar Kelimeler: Biyoaktif bileşenler; nitrik oksit; iNOS; in-sliko.

Anahtar Kelimeler

• Biyoaktif bileşenler
• nitrik oksit
• iNOS
• in-sliko

Kaynakça

1. Montezano AC, Touyz RM. Reactive Oxygen Species and Endothelial Function-Role of Nitric Oxide Synthase Uncoupling and Nox Family Nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate Oxidases. Basic & Clinical Pharmacology & Toxicology. 2012; 110(1):87-94.