Please use this identifier to cite or link to this item: http://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/11299
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorFazia Adyani Ahmad Fuad, Ph.Den_US
dc.contributor.advisorAzura Amid, Ph.Den_US
dc.contributor.authorNurhanis Ogu Salimen_US
dc.date.accessioned2023-03-15T06:22:47Z-
dc.date.available2023-03-15T06:22:47Z-
dc.date.issued2021-
dc.identifier.urihttp://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/11299-
dc.description.abstractMalaria is a mosquito-borne tropical disease caused by parasite of the Plasmodium genus. Globally, about 229 million cases of malaria with approximately 409 000 mortalities occurred in 2019. In Malaysia, Plasmodium knowlesi has now become the most common cause of malaria in the country. Disease management remains challenging due to malaria parasites resistance towards the current antimalarial agents, which is one of the factors that prevent the elimination of malaria. Hence, new drugs to treat malaria specifically caused by P. knowlesi should be a priority in malaria research. Selection of antimalarial candidates via virtual screening, which specifically targets enzymes such as lactate dehydrogenase (LDH) in glycolytic pathway of Plasmodium is a good strategy because it is the sole energy producer during erythrocytic cycle of the parasites. The aim of this study is to screen for novel antimalarial candidates via virtual screening and to evaluate the effects of the selected virtually screened compounds on the activity of LDH by inhibition studies. The potential compounds were screened via computational approach comprising Ligand-Based Drug Design using Ultra-Fast Shape Recognition with Atom Types (UFSRAT) and Ultra-Fast Shape Recognition with CREDO Atom Types (USRCAT), followed by structure-based drug design using Autodock4 programme. UFSRAT have resulted with similarity scores ranged from 0.832-0.914 for compounds that most resemble oxamate, a known LDH inhibitor. Meanwhile, USRCAT similarity scores for compounds that most resemble pyruvate (substrate) and lactate (product), ranged from 0.859 to 0.882 and 0.822 to 0.849, respectively. Structure-based drug design for analogues of oxamate, pyruvate and lactate have resulted with minimum binding energies ranged from -3.59 kcal/mol to -0.07 kcal/mol, -5.25 kcal/mol to -1.99 kcal/mol and -3.74 kcal/mol to -2.81 kcal/mol respectively. Meanwhile, cloning of P.knowlesi lactate dehydrogenase (Pk-LDH) gene into expression vector (pET21a) was performed, prior to protein expression in bacterial system. SDS-PAGE analyses revealed that a fusion protein of ~34 kDa was present in soluble fraction, which confirmed size of the bacterially-expressed Pk-LDH and then was subsequently purified to homogeneity using Immobilized Metal Ion Affinity Chromatography (IMAC) and Size Exclusion Chromatography (SEC). Protein characterization was performed to verify the identity of purified proteins using Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization-Time of Flight (MALDI-TOF) mass spectrometry, results confirmed that bacterially-expressed Pk-LDH obtained in this study is similar to P. knowlesi LDH with 282 protein sequence coverage. The structural properties of Pk-LDH protein were investigated by using far UV Circular Dichroism (CD) Spectroscopy, where proper folding and correct disulfide linkages in the pure Pk-LDH enzyme were verified. The specific activity of the purified Pk-LDH enzyme was found to be 475.6 U/mg, confirming the presence of pure and active protein. Finally, selected compounds obtained from in silico screening were tested on purified Pk-LDH via enzymatic inhibition assay and the compound namely oxalic acid has shown 54.12% of inhibition with an IC50 value of 0.6398 mM,the most potent compared to other compounds. This study has therefore resulted in the development of a reliable method for producing soluble Pk-LDH that is biologically-active and leads to further exploration of the potential compounds that can be developed as promising antimalarial drugs, specifically to treat malaria infections caused by P. knowlesi.en_US
dc.language.isoenen_US
dc.publisherKuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2021en_US
dc.subject.lcshMalaria -- Research -- Malaysiaen_US
dc.subject.lcshAntimalarials -- Computational-aided design -- Malaysiaen_US
dc.subject.lcshDrug development -- Malaysiaen_US
dc.titleVirtual screening and enzymatic inhibition analysis of bacterially expressed lactate dehydrogenase from plasmodium knowlesi for antimalarial drugs developmenten_US
dc.typeMaster Thesisen_US
dc.description.identityt11100454114NurhanisBintiOguSalimen_US
dc.description.identifierThesis : Virtual screening and enzymatic inhibition analysis of bacterially expressed lactate dehydrogenase from plasmodium knowlesi for antimalarial drugs development / by Nurhanis Binti Ogu Salimen_US
dc.description.kulliyahKulliyyah of Engineeringen_US
dc.description.programmeMaster of Science (Biotechnology Engineering)en_US
dc.description.abstractarabicالملاريا مرض استوائي ينقله البعوض ويسببه طفيلي من جنس المتصورة. على الصعيد العالمي، حدثت حوالي 229 مليون حالة إصابة بالملاريا مع ما يقرب من 409،000 حالة وفاة في عام 2019م. وفي ماليزيا ، أصبحت المتصورة النولسية الآن السبب الأكثر شيوعًا للملاريا في البلاد. لا تزال إدارة المرض صعبة بسبب مقاومة طفيليات الملاريا للعوامل المضادة للملاريا الحالية، والتي تعد أحد العوامل التي تمنع القضاء على الملاريا. ومن ثم، يجب أن تكون الأدوية الجديدة لعلاج الملاريا التي تسببها المتصورة النولسية على وجه التحديد أولوية في أبحاث الملاريا. يعد اختيار المواد المرشحة المضادة للملاريا عبر الفحص الافتراضي، والذي يستهدف على وجه التحديد الإنزيمات مثل اللاكتات ديهيدروجينيز (LDH) في مسار التحلل الجلدي للمتصورة، استراتيجية جيدة لأنه المنتج الوحيد للطاقة خلال دورة كريات الدم الحمراء للطفيليات. الهدف من هذه الدراسة هو الكشف عن مرشحات جديدة لمضادات الملاريا من خلال الفحص الافتراضي وتقييم تأثيرات المركبات المختارة عمليًا على نشاط LDH من خلال دراسات التثبيط. تم فحص المركبات المحتملة من خلال نهج حسابي يشتمل على تصميم دواء يعتمد على Ligand باستخدام التعرف على الشكل فائق السرعة مع أنواع الذرة (UFSRAT) والتعرف الفائق السرعة على الشكل باستخدام CREDO Atom Types (USRCAT) ، متبوعًا بتصميم عقار قائم على الهيكل باستخدام برنامج Autodock4. نتج عن UFSRAT درجات تشابه تراوحت بين 0.832-0.914 للمركبات التي تشبه الأكسامات إلى حد كبير، وهو مثبط LDH المعروف. وفي الوقت نفسه، تراوحت درجات تشابه USRCAT للمركبات التي تشبه البيروفات (الركيزة) واللاكتات (المنتج) من 0.859 إلى 0.882 و 0.822 إلى 0.849 على التوالي. نتج عن تصميم الأدوية المعتمد على الهيكل لنظائر الأكسامات والبيروفات واللاكتات طاقات الربط الدنيا تتراوح من -3.59 كيلو كالوري / مول إلى -0.07 كيلو كالوري / مول ، و -5.25 كيلو كالوري / مول إلى -1.99 كيلو كالوري / مول و -3.74 كيلو كالوري / مول إلى -2.81 كيلو كالوري / مول على التوالي. وفي الوقت نفسه، تم إجراء استنساخ جين P.knowlesi lactate dehydrogenase (Pk-LDH) إلى ناقل التعبير (pET21a)، قبل التعبير عن البروتين في النظام البكتيري. كشفت تحليلات SDS-PAGE أن بروتينًا اندماجيًا يبلغ تقريبًا 34 كيلو دالتون كان موجودًا في جزء قابل للذوبان، مما أكد حجم Pk-LDH المعبر عنه بالبكتيريا ثم تمت تنقيته لاحقًا للتجانس باستخدام كروماتوجرافيا تقارب أيون معدني غير متحرك (IMAC) وكروماتوجرافيا استبعاد الحجم. (SEC). تم إجراء توصيف البروتين للتحقق من هوية البروتينات المنقاة باستخدام مطياف كتلة التأين لوقت الطيران بمساعدة المصفوفة (MALDI-TOF) ، وأكدت النتائج أن Pk-LDH المعبر عنه بالبكتيريا والذي تم الحصول عليه في هذه الدراسة يشبه P. knowlesi LDH مع 282 تغطية تسلسل بروتين. تم فحص الخواص الهيكلية لبروتين Pk-LDH باستخدام التحليل الطيفي ثنائي اللون الدائري (CD) للأشعة فوق البنفسجية البعيدة، حيث تم التحقق من الروابط الصحيحة للطي والثاني كبريتيد في إنزيم Pk-LDH النقي. وجد أن النشاط النوعي لإنزيم Pk-LDH المنقى هو 475.6 U / mg ، مما يؤكد وجود البروتين النقي والنشط. أخيرًا، تم اختبار المركبات المختارة التي تم الحصول عليها من الفرز السيليكو على Pk-LDH المنقى عن طريق مقايسة التثبيط الإنزيمي وأظهر المركب وهو حمض الأكساليك 54.12٪ من التثبيط بقيمة IC50 تبلغ 0.6398 ملي مولار، وهو الأكثر فعالية مقارنة بالمركبات الأخرى. وبالتالي، أدت هذه الدراسة إلى تطوير طريقة موثوقة لإنتاج Pk-LDH القابل للذوبان والذي يكون نشطًا بيولوجيًا ويؤدي إلى مزيد من الاستكشاف للمركبات المحتملة التي يمكن تطويرها كأدوية مضادة للملاريا الواعظة، خاصة لعلاج عدوى الملاريا التي تسببها المتصورة النوليسية.en_US
dc.description.nationalityMalaysianen_US
dc.description.callnumbert RC 164 M26 N9742V 2021en_US
dc.description.notesThesis (MSBTE)--International Islamic University Malaysia, 2021.en_US
dc.description.physicaldescriptionxix, 187 leaves : illustrations ; 30 cm.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 
t11100454114NurhanisBintiOguSalim_24.pdf24 pages file530.21 kBAdobe PDFView/Open
t11100454114NurhanisBintiOguSalim_SEC.pdf
  Restricted Access
Full text secured file4.96 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.