Please use this identifier to cite or link to this item: http://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/11095
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorFazia Adyani Ahmad Fuad, Ph.Den_US
dc.contributor.advisorAzzmer Azzar Abdul Hamid, Ph.Den_US
dc.contributor.authorTanbin, Suriyeaen_US
dc.date.accessioned2022-08-15T04:52:11Z-
dc.date.available2022-08-15T04:52:11Z-
dc.date.issued2021-
dc.identifier.urihttp://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/11095-
dc.description.abstractDengue is one of the most common arthropod-borne viral illnesses caused by the dengue virus (DENV). Approximately, 400 million dengue infections occurred every year globally, where in Malaysia a total of 82,753 dengue cases with 133 deaths were reported until October 31, 2020. The lack of effective dengue treatment leads to an increased number of cases and deaths around the globe each year. Thus, novel anti-dengue therapies are urgently needed for effective treatment. It has been reported that a glycolytic enzyme, the human hexokinase II (HKII) has a great impact in supporting viral replication in the host cell, hence the enzyme has been proposed as a drug target. The overall aim of this work is to identify novel anti-dengue drug candidates through in silico screening and HKII enzymatic inhibition studies. The potential drug candidates were screened using Ultrafast Shape Recognition with CREDO Atom Types (USRCAT) program by utilizing both HKII’s substrate and product; alpha-D-glucose (GLC) and beta-D-glucose-6-phosphate (BG6), as well as a known HKII’s inhibitor, 2-deoxyglucose (2DG), as the query molecule. In total, selected 150 compounds with the highest similarity scores relative to three reference molecules (GLC, BG6, and 2DG) were obtained from USRCAT. The similarity scores of GLC, BG6, and 2DG analogs ranged from 0.99−0.91, 0.81−0.78, and 0.80−0.75, respectively. The selected analogs were subsequently docked against each domain of the HKII structure (PDB ID: 2NZT) using the AutoDockVina program (Version 4.2.5). The six top-ranked compounds with the best docking results for each analog were observed in the N-terminus of Chain A of HKII. The binding energy of analogs of GLC, BG6, and 2DG ranged from -7.2 to -6.7 kcal/mol, -7.8 to -7.0 kcal/mol, and -6.3 to 5.0kcal/mol, respectively. Subsequently, molecular dynamic simulations were conducted using GROMACS (Version 5), where the top two analogs for each query GLC, BG6, and 2DG were selected based on strong protein-ligand stability. Meanwhile, the recombinant HKII gene has been cloned into pET28b and pET32b vectors and successfully expressed in Escherichia coli BL21 (DE3) and BL21(DE3) PlySs strains at 18°C for 20 hours, with 0.5mM IPTG induction. The expressed protein was subsequently purified with a specific activity of 80. 90U.mg-1 and 10.50% yield of 80 mg HKII protein by conducting a two-stage purification procedure. In the current study, the Vmax and Km value for HKII were determined to be 12.53uM/min, and 0.7 mM, respectively. Lastly, the inhibition analysis was conducted at different concentrations where chitin (the analog of 2DG) and 3,4-dihydroxy-5-(hydroxymethyl) (the analog of BG6) have shown a significant inhibitory effect on HKII with 36.32% and 29.58% inhibition respectively at 2mM concentration. In conclusion, among the selected compounds, chitin, which is the analog of 2DG has shown the highest inhibitory effect on human HKII, which has paved the path towards the development of future anti-dengue therapeutics.en_US
dc.language.isoenen_US
dc.publisherKuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2021en_US
dc.subject.lcshGlucokinase -- Therapeutic useen_US
dc.subject.lcshDengueen_US
dc.subject.lcshDrug developmenten_US
dc.titleIdentification of potential inhibitors of human hexokinase II for the development of anti-dengue therapeuticsen_US
dc.typeMaster Thesisen_US
dc.description.identityt1110429235SuriyeaTanbinen_US
dc.description.identifierThesis : Identification of potential inhibitors of human hexokinase II for the development of anti-dengue therapeutics / by Suriyea Tanbinen_US
dc.description.kulliyahKulliyyah of Engineeringen_US
dc.description.programmeMaster of Science (Biotechnology Engineering)en_US
dc.description.abstractarabicعدوى حمى الضنك من أكثر الأمراض المميتة في العالم ، والتي يسببها فيروس حمى الضنك (DENV). يؤدي عدم وجود علاج فعال لحمى الضنك إلى زيادة عدد الوفيات على مستوى العالم كل عام. وبالتالي ، فإن العلاجات الجديدة المضادة لحمى الضنك مطلوبة للعلاج الفعال. تم اختيار الأدوية المرشحة المحتملة باستخدام الفحص القائم على الترابط أخيرًا ، تم إجراء دراسة حركية الإنزيم ودراسة التثبيط باستخدام مقايسة تثبيط HKII. في المجموع 150 مركبًا بأعلى درجات تشابه بالنسبة لثلاثة جزيئات مرجعية ؛ تمت محاذاة Alpha-D-glucose (GLC) و Beta-D-glucose-6-phosphate (BG6) و2-deoxyglucose (2-DG) من خلال الفحص المستند إلى ligand وتم الشروع في إجراء مزيد من الفحص القائم على الهيكل. في المجموع ، تم إدراج 18 مركبًا كأفضل مثبط محتمل استنادًا إلى طاقة الربط ودرجة التشابه ورقم الرابطة الهيدروجينية والتأثير السام. تراوحت درجات التشابه بين نظائرها من GLC و BG6 و 2DG والجزيئات من 0.99 - 0.91 و 0.81 - 0.78 و 0.80 - 0.75 لجزيئات الاستعلام الثلاثة ، على التوالي. تم ربط نظائرها لاحقًا بالبنية البلورية HKII (معرف PDB: 2NZT) باستخدام برنامج Auto Dock Vina في السلسلة A و B ، حيث توجد المواقع النشطة والروابط القوية. تتمتع ضربات الالتحام ، وهي جزيئات مشابهة لـ GLC و BG6 و 2DG ، بأفضل طاقة ربط تتراوح من -7.2 إلى -6.7 كيلو كالوري / مول ، و -7.8 إلى -7.0 كيلو كالوري / مول و -6.3 إلى 5.0 كيلو كالوري / مول ، على طرف السلسلة A N على التوالي. علاوة على ذلك ، تم اختيار إجمالي 6 مركبات غير سامة مع أفضل وضع للرسو لمحاكاة MD حيث أظهر المركب 1 و 3 ، المركب 8 و 9 ، المركب 13 و 14 ، النظير من GLC ، BG6 و 2DG على التوالي استقرارًا قويًا ليجند البروتين. من ناحية أخرى ، تم استنساخ جين HKII المؤتلف بنجاح في نواقل pET28b و pET32b وأظهر بناء pET28b-HKII في BL21 (DE3) أفضل تعبير في وسائط TB (مرق رائع) عند 18 درجة مئوية لمدة 20 ساعة مع 0.5 ملي مولار IPTG. أخيرًا ، تم الحصول على HKII النقي من مزرعة 2 لتر مع إنتاجية 10.5 ٪ من بروتين 80 مجم HKII مع نشاط محدد 80.90U.mg-1 ، وكانت المرحلة النهائية هي تحليل تثبيط نظائرها المختارة وتم إجراء تحليل تثبيط لنظائرها المختارة عند ثلاثة تراكيز مختلفة 2 مم ، 5 مم و نظائر 2DG ؛ 36.62٪ بينما نظائرها من BG6 ؛ [(2S، 3R، 4S، 5S) -3،4-dihydroxy-5- (hydroxymethyl) tetrahydrofuran-2-yl] -4،5-dihydro-1H-purin- 6 (مجمع 9) ؛ 29.58٪ تثبيط عند 10 ملي مول ، وفي الختام ، فإن المركبات المختارة من الفحص الافتراضي لديها إمكانية كبيرة لإظهار تأثير التثبيط على HKII البشري ، والتي يمكن تطويرها بشكل أكبر كعلاجات مستقبلية لمكافحة حمى الضنك.en_US
dc.description.callnumbert QP 606 G57 T161I 2021en_US
dc.description.notesThesis (MSBTE)--International Islamic University Malaysia, 2021.en_US
dc.description.physicaldescriptionxx, 237 leaves : illustrations ; 30cm.en_US
item.openairetypeMaster Thesis-
item.grantfulltextopen-
item.fulltextWith Fulltext-
item.languageiso639-1en-
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
item.cerifentitytypePublications-
Appears in Collections:KOE Thesis
Files in This Item:
File Description SizeFormat 
t1110429235SuriyeaTanbin_24.pdf24 pages file481.14 kBAdobe PDFView/Open
t1110429235SuriyeaTanbin_SEC.pdf
  Restricted Access
Full text secured file7.88 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy
Show simple item record

Google ScholarTM

Check


Items in this repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated. Please give due acknowledgement and credits to the original authors and IIUM where applicable. No items shall be used for commercialization purposes except with written consent from the author.