زیست شناسی کاربردی

شماره جاری

بر اساس شماره‌های نشریه

بر اساس نویسندگان

نمایه نویسندگان

نمایه کلیدواژه ها

براساس موضوعات

درباره نشریه

اهداف و چشم انداز

اعضای هیات تحریریه

اصول اخلاقی انتشار مقاله

بانک ها و نمایه نامه ها

پیوندهای مفید

پرسش‌های متداول

فرایند پذیرش مقالات

اخبار و اعلانات

اطلاعات آماری نشریه

راهنمای نویسندگان

جهت رفع مشکل پرداخت مالی در سامانه

راهنمای ثبت نام داروان در Publons

داوران سال 1398

داوران سال 1399

داوران سال 1400

داوران سال 1401

شناسایی متابولیت های گیاهی موثر بر مهار پروتئاز ویروسHTLV-1 با رویکرد آنالیز شبکه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، رشته بیوشیمی، گروه زیست شناسی دانشگاه حکیم سبزواری

2 گروه زیست شناسی، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران Orcid: 0000-0003-1655-6436

3 گروه زیست شناسی دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران

10.22051/jab.2024.45009.1591

چکیده

مقدمه: ویروس 1-HTLV اولین رتروویروس انسانی کشف شده است که در حال حاضر هیچ درمان یا واکسن قطعی برای آن وجود ندارد. درمان ضد رتروویروسی چرخه تکثیر ویروس را مختل کرده و سرعت تکثیر عفونت را کاهش می‌دهد اما مخازن ویروسی را از بین نمی‌برد. به دلیل موفقیت مهارکننده های پروتئاز1-HIV در مهار ویروس، پروتئاز1-HTLV نیز یک هدف مهم برای اختلال در عملکرد ویروس شناخته شده است.
مواد و روش ها: ابتدا به روش داده کاوی، بانک اطلاعاتی گیاهان موثر در مهار پروتئاز ویروس 1-HTLV و 1-HIV تهیه شد. سپس به منظور شناسایی متابولیت های کلیدی، شبکه دوجزئی گیاه-متابولیت با نرم افزار cytoscape ترسیم شد. در ادامه شبکه با استفاده از افزونه های Network Analyzer و Cytohubba آنالیز شد تا متابولیت های کلیدی در مهار پروتئاز ویروس شناسایی شود.
نتایج و بحث آنالیز شبکه با استفاده از 8 پارامتر مختلف منجر به شناسایی و معرفی 77 متابولیت بالقوه موثر بر مهار پروتئاز ویروس 1-HTLV از میان 20046 متابولیت در 990 گیاه معرفی شده به روش داده کاوی شد. نتایج نشان داد این ترکیبات از مشتقات کافئیک اسید، کوئرستین، تیرامین، و جیبرلین و ... هستند و می‌توانند ترکیبات بالقوه‌ای برای مهار پروتئازهای ویروسی باشند. یافته های مطالعه حاضر گروه های مختلف ترکیبات گیاهی را معرفی کرد که می‌تواند برای طراحی دارو‌های پایه گیاهی موثر بر مهار و مبارزه با عفونت‌های ویروسی 1-HTLV مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Identification of effective plant metabolites in inhibition of HTLV-1 virus protease using network analysis approach

نویسندگان [English]

  • Zahra Khosravi-amin 1
  • Eisa Kohan-Baghkheirati 2
  • mitra Kheirabadi 3

1 MSc student in Biochemistry, Department of Biology, Faculty of Science, Hakim Sabzevari University, Iran.

2 Assistant Professor, Department of Biology, Faculty of Science, Hakim Sabzevari University, Iran. Orcid: 0000-0003-1655-6436

3 Assistant Professor, Department of Biology, Faculty of Science, Hakim Sabzevari University, Iran.

چکیده [English]

Introduction: HTLV-1 virus is the first human retrovirus discovered for which there is currently no definitive treatment or vaccine. Antiretroviral treatment disrupts the life cycle of the virus and reduces the rate of infection but does not eliminate viral reservoirs. Due to the success of HIV-1 protease inhibitors in inhibiting the virus, HTLV-1 protease is also known to be an important target for disrupting the function of the virus.
Materials and methods: First, a database of plants effective in inhibiting the protease of 1-HTLV and 1-HIV viruses was prepared by data mining method. To identify key metabolites, plant-metabolite binary network was drawn with cytoscape software. Subsequently, the network was analyzed with network analyzer and cytohubba applicants.
Results and discussion: 990 plants containing 20046 metabolites were identified by data mining method. Network analysis using 8 different parameters led to the identification and introduction of 77 potential metabolites effective in inhibiting HTLV1 virus protease. The results showed that these compounds are derivatives of caffeic acid, quercetin and gibberellin, etc. and can be potential compounds to inhibit viral proteases. The results of the present study introduced several plant metabolites which can be used for the design of plant-based medicines effective in controlling and fighting HTLV1 viral infections.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bipartite network
  • Drug design
  • HTLV-1
  • Medicinal plants
  • Viral protease
مراجع
Weiss, R. A. (1996). Retrovirus classification and cell interactions. Journal of antimicrobial chemotherapy, 37(suppl_B), 1-11.
Hoshino, H. (2012). Cellular factors involved in HTLV-1 entry and pathogenicit. Frontiers in microbiology, 3, 222.
Taabi, Eddin, S. Z., and Safai. (2008). HTLV1 infection in the world and Khorasan. Scientific Journal of Birjand University of Medical Sciences, 15(1), 5-16.
Hino, S. (2011). Establishment of the milk-borne transmission as a key factor for the peculiar endemicity of human T-lymphotropic virus type 1 (HTLV-1): the ATL Prevention Program Nagasaki. Proceedings of the Japan Academy, Series B, 87(4), 152-166.
Roucoux, D. F., Wang, B., Smith, D., Nass, C. C., Smith, J., Hutching, S. T., Newman, B., Lee, T.-H., Chafets, D. M., & Investigators, H. O. S. (2005). A prospective study of sexual transmission of human T lymphotropic virus (HTLV)–I and HTLV-II. The Journal of infectious diseases, 191(9), 1490-1497.
Lairmore, M. D., Anupam, R., Bowden, N., Haines, R., Haynes II, R. A., Ratner, L., & Green, P. L. (2011). Molecular determinants of human T-lymphotropic virus type 1 transmission and spread. Viruses, 3(7), 1131-1165.
Shuker, S. B., Mariani, V. L., Herger, B. E., & Dennison, K. J. (2003). Understanding HTLV-I Protease. Chemistry & biology, 10(5), 373-380.
Soltani, A., Hashemy, S. I., Avval, F. Z., Soleimani, A., Rafatpanah, H., Rezaee, S. A., Griffith, R., & Mashkani, B. (2019). Molecular targeting for treatment of human T-lymphotropic virus type 1 infection. Biomedicine & Pharmacotherapy, 109, 770-778.
Martin, J. L., Maldonado, J. O., Mueller, J. D., Zhang, W., & Mansky, L. M. (2016). Molecular studies of HTLV-1 replication: an update. Viruses, 8(2), 31.
Chin, Y.-W., Balunas, M. J., Chai, H. B., & Kinghorn, A. D. (2006). Drug discovery from natural sources. The AAPS journal, 8, E239-E253.
Tan, J., & Zhou, Z. (2016). Traditional Chinese Medicine as prevention and treatment strategies of HIV Infection. J. Drug, 1(1), 28-36.
Baylor, N. W., Fu, T., Yan, Y.-D., & Ruscetti, F. W. (1992). Inhibition of human T cell leukemia virus by the plant flavonoid baicalin (7-glucuronic acid, 5, 6-dihydroxyflavone). Journal of Infectious Diseases, 165(3), 433-437.
Smoot, M. E., Ono, K., Ruscheinski, J., Wang, P.-L., & Ideker, T. (2011). Cytoscape 2.8: new features for data integration and network visualization. Bioinformatics, 27(3), 431-432.
Chin, C.-H., Chen, S.-H., Wu, H.-H., Ho, C.-W., Ko, M.-T., & Lin, C.-Y. (2014). cytoHubba: identifying hub objects and sub-networks from complex interactome. BMC systems biology, 8(4), 1-7.
Tozser, J., & Weber, I. T. (2007). The protease of human T-cell leukemia virus type-1 is a potential therapeutic target. Current pharmaceutical design, 13(12), 1285-1294
Selvaraj, C., Singh, P., & Singh, S. K. (2014). Molecular modeling studies and comparative analysis on structurally similar HTLV and HIV protease using HIV-PR inhibitors. Journal of Receptors and Signal Transduction, 34(5), 361-371.
Macchi, B., Balestrieri, E., Frezza, C., Grelli, S., Valletta, E., Marçais, A., ... & Bazarbachi, A. (2017). Quantification of HTLV-1 reverse transcriptase activity in ATL patients treated with zidovudine and interferon-α. Blood Advances, 1(12), 748-752.‏
Sohraby, F., & Aryapour, H. (2021). Comparative analysis of the unbinding pathways of antiviral drug Indinavir from HIV and HTLV1 proteases by supervised molecular dynamics simulation. Plos one, 16(9), e0257916.
Pollak, E. B., & Parmar, M. (2022). Indinavir. In StatPearls [Internet]. StatPearls Publishing.
Wang, T. T., Hirons, A., Doerflinger, M., Morris, K. V., Ledger, S., Purcell, D. F., ... & Ahlenstiel, C. L. (2024). Current State of Therapeutics for HTLV-1. Viruses, 16(10), 1616.
Ernzen, K. J., & Panfil, A. R. (2022). Regulation of HTLV-1 transformation. Bioscience reports, 42(3), BSR20211921
Bedoya, L. M., Sanchez-Palomino, S., Abad, M. J., Bermejo, P., & Alcami, J. (2001). Anti-HIV activity of medicinal plant extracts. Journal of Ethnopharmacology, 77(1), 113-116.
Lee-Huang, S., Huang, P. L., Huang, P. L., Bourinbaiar, A. S., Chen, H. C., & Kung, H. F. (1995). Inhibition of the integrase of human immunodeficiency virus (HIV) type 1 by anti-HIV plant proteins MAP30 and GAP31. Proceedings of the National Academy of Sciences, 92(19), 8818-8822.
Ahmed, M.H., Karkush, S.I., Ali, S.A. and Mohammed, A.A. (2024). Phytochemicals: a new arsenal in drug discovery. International Journal of Medical Science and Dental Health, 10(01), pp.29-44.
 
 
زیست شناسی کاربردی
دوره 37، شماره 4 - شماره پیاپی 82
دی 1403
فایل ها
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار