اثر مهاري پروتئين MurG بر لپتوسپيروز

Inhibitory effects of MurG protein on leptospirosis

چكيده: لپتوسپيروز يك بيماري مشترك بين انسان و دام است كه از طريق آب يا خاك آلوده منتقل مي شود و بسته به سرووار ميزبان و باكتري، تظاهرات حاد يا مزمن دارد. لپتوسپيرهاي بيماري زا مي توانند در محيط هاي مختلف زنده بمانند و از طريق پوست يا غشاهاي مخاطي وارد بدن شوند. ليپوپلي ساكاريدها (LPS) و پپتيدوگليكان ها نقش كليدي در پاتوژنز و حساسيت آنتي بيوتيكي دارند، در حالي كه آنزيم MurG براي سنتز ديواره سلولي حياتي است. گياه Teucrium capitatum در طول تاريخ به دليل خواص آنتي بيوتيكي خود مورد استفاده قرار مي گرفته اند و Capitatin 4 داراي اثرات آنتي بيوتيكي بالقوه است. هدف تحقيق يافتن تركيبات مهار كننده MurG براي جلوگيري از سنتز ديواره باكتريايي است، با Capitatin 4 كه در مطالعات انرژي اتصال با استفاده از Pyrx و Autodock اميدوار كننده است. استوديوي ديسكاوري در مورد اتصال Capitatin 4 با MurG بيشتر تحقيق مي كند. پروتئين MurG داراي انرژي اتصال 2.6- كيلوژول با (UD1) Uridine-diphosphate-n-acetylglucosamine است كه ليگاند اصلي است. براي رقابت با UD1، يك تركيب بايد انرژي منفي بيشتري داشته باشد. Capitatin 4 در سايت فعال مورد بررسي قرار گرفت و انرژي اتصال -6.0 كيلوژول را نشان داد كه دو برابر ليگاند اصلي است. Capitatin 4 به محل فعال پروتئين MurG كه شامل چندين اسيد آمينه است متصل مي شود. اين مطالعه تركيبات گياهي را نشان مي دهد كه مي توانند به سايت هاي فعال آنزيمي مانند Capitatin 4 از Teucrium Capitatum متصل شوند و اتصال ليگاند اصلي UD1 را براي جلوگيري از سنتز ديواره باكتري مهار كنند. انرژي اتصال بالاتر kJ -6.0 براي Capitatin 4 در مقايسه با kJ 2.6 - براي UD1 نشان دهنده پيوند پايدارتر است. اين نشان دهنده پتانسيل تركيبات گياهي در درمان بيماري هاي مختلف با هدف قرار دادن آنزيم هاي خاص است.

Leptospirosis is a zoonotic disease transmitted through contaminated water or soil, with acute or chronic manifestations depending on the host and bacterial serovar. Pathogenic leptospires can survive in various environments and enter the body through skin or mucous membranes. Lipopolysaccharides (LPS) and peptidoglycans play key roles in pathogenesis and antibiotic sensitivity, while the enzyme MurG is crucial for cell wall synthesis. Teucrium capitatum plant has been historically used for their antibiotic properties, with Capitatin 4 showing potential antibiotic effects. Research aims to find compounds inhibiting MurG to prevent bacterial wall synthesis, with Capitatin 4 showing promise in binding energy studies using Pyrx and Autodock. Discovery Studio further investigates the binding of Capitatin 4 with MurG. The MurG protein has a binding energy of -2.6kJ with the Uridine-diphosphate-n-acetylglucosamine (UD1) which is original ligand. To compete with UD1, a compound must have more negative energy. Capitatin 4 was investigated in the active site, showing a binding energy of -6.0kJ, double that of the original ligand. Capitatin 4 binds to MurG protein s active site involving several amino acids. This study uncovers plant compounds that can bind to enzyme active sites, like Capitatin 4 from Teucrium Capitatum, inhibiting the binding of the main ligand UD1 to prevent bacterial wall synthesis. The higher binding energy of -6.0kJ for Capitatin 4 compared to -2.6kJ for UD1 indicates a more stable bond. This demonstrates the potential of plant compounds in treating various diseases by targeting specific enzymes.