• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제5회(2016년)
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• pp.126-130
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• 2016

Epidermal growth factor receptor(EGFR)는 HER family에 속하는 tyrosine kinase receptor로서 다양한 하류경로로 신호를 전달하여 세포 증식, 혈관 형성, 세포 사멸을 억제하는 역할을 한다. EGFR이 폐암의 형성에 중요한 역할을 하고 많은 상피세포 종양에서 비정상적으로 활성화됨에 따라 암 치료에 중요한 역할을 하고 있어 EGFR tyrosine kinase inhibitor(TKI)에 관한 많은 연구가 이루어졌다. 위와 같은 약 개발에 있어서 현재 가상 시뮬레이션을 통한 약 후보물질 개발이 진행되고 있다. 특히, Molecular docking 시뮬레이션은 기존의 실험적인 기술(X-ray crystallography, NMR)로는 연구하기가 어려웠던 protein과 ligand간의 상호작용을 예측하여 이에 대한 정보를 제공할 수 있다. 하지만, 우선적으로 Molecular docking 시뮬레이션은 정확한 validation을 기반으로 진행되어야 신뢰할 수 있는 정보를 얻을 수 있다. 따라서 이번 연구에서는 EDISON에서 제공하는 Dock 프로그램과 일반적으로 잘 알려진 Glide, Autodock 프로그램으로 protein data bank(PDB)에서 제공하는 EGFR wild type cocrystal을 redocking하는 방식을 통하여 최상위 rank pose의 RMSD 값을 통한 validation 성능을 비교함으로써 어떤 프로그램이 EGFR과 ligand 간의 결합예측을 하는데 있어서 보다 더 정확한 결과를 낼 수 있는지 알아보고자 하였고 시뮬레이션 결과 Autodock에서 가장 우수한 결과 값을 보여주었다.

• 대한화학회지
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• 제67권4호
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• pp.226-235
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• 2023

Chikungunya fever has a high morbidity rate in humans and is caused by chikungunya virus. There are no treatments available until now for this particular viral disease. The present study was carried out by selecting 19 flavonoids, which are available naturally in fruits, vegetables, tea, red wine and medicinal plants. The molecular docking of selected 19 flavonoids was carried out against the Chikungunya virus capsid protein using the Autodock4.2 software. Binding affinity analysis based on the Intermolecular interactions such as Hydrogen bonding and hydrophobic interactions and drug-likeness properties for all the 19 flavonoids have been carried out and it is found that the top four molecules are Chrysin, Fisetin, Naringenin and Biochanin A as they fit to the chikungunya protein and have binding energy of -8.09, -8.01, -7.6, and 7.3 kcal/mol respectively. This result opens up the possibility of applying these compounds in the inhibition of chikungunya viral protein.

• 생명과학회지
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• 제28권2호
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• pp.195-200
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• 2018

베타아사론은 널리 알려진 석창포의 주요 효능 성분이다. 본 연구에서는 모기의 oviposition 페로몬 성분인 MOP와 석창포 효능성분 베타아사론의 열대집모기 후각 단백질 CquiOBP1 활성 부위에 대한 친화도 분석 실험을 컴퓨터 분자결합 분석 방법을 통해 비교하였다. CquiOBP1 후각 단백질의 3차원 구조 정보는 PDB database (PDB ID: 3OGN)를 활용하였다. In silico 결합 분석을 수행하기 위해 PyRx, Autodock Vina, Discovery Studio Version 4.5, and NX-QuickPharm 프로그램을 각 분석 조건에 따라 활용하였다. CquiOBP1 후각단백질 활성 부위에 대한 베타아사론의 결합친화도는 -6.40 kcal/mol으로 나왔으며 이는 -6.00 kcal/mol으로 나온 MOP의 결합친화도 보다 훨씬 더 높고 효율적인 것으로 분석되었다. 리간드와 상호작용 하는 CquiOBP1단백질 활성 부위의 아미노산들 가운데 TRP114가 공히 MOP와 베타아사론과 결합 하였다. CquiOBP1 단백질 활성부위의 아미노산들을 전혀 다른 전기적 성질을 지닌 아미노산으로 치환 시킨 후 분자결합 분석을 해 본 결과 리간드들의 X,Y,Z Grid 값에 현격한 변화가 유도되었으며 결합 친화도 또한 감소되었다. 이러한 결과를 통하여 베타아사론은 CquiOBP1 단백질 활성을 조절하는 리간드로서 효과적으로 작용할 것으로 보인다. 결론적으로 석창포 추출물 또는 베타아사론은 곤충기피제 신물질 연구 개발 분야에 효율적으로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제28권4호
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• pp.408-414
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• 2018

Actein은 널리 알려진 승마 추출물의 주요 생리 활성 효능 성분이다. 본 연구에서는 acetylcholine 수용체의 활성을 억제하는 것으로 활용된 AchBP 단백질 길항제(antagonist) tubocurarine과 승마 추출물의 효능 성분 actein 및 actein 유도체(27-deoxyactin, (26S)-actein, (26R)-actein)들의 AchBP 단백질 B와 C domain 활성 부위에 대한 친화도 분석 실험을 컴퓨터 분자결합 분석 방법을 통해 비교하였다. AchBP 단백질 B와 C domain의 3차원 구조정보는 PDB database (PDB ID: 2XYT)를 활용하였다. In silico 결합 분석을 수행하기 위해 PyRx, Autodock Vina, Discovery Studio Version 4.5, and NX-QuickPharm 프로그램을 각 분석 조건에 따라 활용하였다. AchBP 단백질 B와 C domain 활성 부위에 대한 actein의 최대 결합친화도는 -10.50 kcal/mol으로 나왔으며 이는 -9.80 kcal/mol으로 분석된 tubocurarine의 결합 친화도 보다 훨씬 더 높고 효율적인 것으로 분석되었다. Tubocurarine에 비하여 결합친화도 값이 높게 분석된actein, 27-deoxyactein, (26R)-actein 유도체 성분들과 상호작용 하는 AchBP 단백질 활성 부위의 아미노산들 가운데 tryptophan 84와 tyrosine 147이 높은 결합친화도를 형성하는데 매우 중요한 역할을 하는 아미노산으로 예상이 되었다. Tubocurarine의 AchBP 단백질 활성 부위에 대한 X,Y,Z Grid 값은 X=38.300689, Y=112.053467, Z=51.991022으로 나왔으나 actein과 actein 유도체들은 대부분 X=26.4, Y=127.3, Z=43.7 값 주변에 centroid grid를 형성하였다. 즉, tubocurarine이 결합하는 부위와는 다른 부위에 결합하여 AchBP의 활성에 영향을 주는 것으로 사료되었다. 이상의 연구 결과들을 분석해 볼 때, 아세틸콜린 수용체 길항제 tubocurarine보다 승마 추출물 생리 활성 물질인 actein과 그 유도체들이 보다 더 효율적인 아세틸콜린 수용체 길항제로 작용할 수 있음을 확인하였다. 결론적으로 승마 추출물 또는 actein 성분은 피부 주름 개선 효능을 지닌 보톡스를 대체하거나 또는 주름 개선용 화장품 신물질 연구 개발 분야에 효율적으로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제15권1호
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• pp.111-116
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• 2014

Objective: To study potential targets of Danshensu via dual inverse docking. Method: PharmMapper and idTarget servers were used as tools, and the results were checked with the molecular docking program autodock vina in PyRx 0.8. Result: The disease-related target HRas was rated top, with a pharmacophore model matching well the molecular features of Danshensu. In addition, docking results indicated that the complex was also matched in terms of structure, H-bonds, and hydrophobicity. Conclusion: Dual inverse docking indicates that HRas may be a potential anticancer target of Danshensu. This approach can provide useful information for studying pharmacological effects of agents of interest.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제15권10호
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• pp.4301-4305
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• 2014

Tanshinone IIA is a pharmacologically active ingredient extracted from Danshen, a Chinese traditional medicine. Its molecular mechanisms are still unclear. The present study utilized computational approaches to uncover the potential targets of this compound. In this research, PharmMapper server was used as the inverse docking tool andnd the results were verified by Autodock vina in PyRx 0.8, and by DRAR-CPI, a server for drug repositioning via the chemical-protein interactome. Results showed that the retinoic acid receptor alpha ($RAR{\alpha}$), a target protein in acute promyelocytic leukemia (APL), was in the top rank, with a pharmacophore model matching well the molecular features of Tanshinone IIA. Moreover, molecular docking and drug repurposing results showed that the complex was also matched in terms of structure and chemical-protein interactions. These results indicated that $RAR{\alpha}$ may be a potential target of Tanshinone IIA for APL. The study can provide useful information for further biological and biochemical research on natural compounds.

• 통합자연과학논문집
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• 제5권3호
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• pp.190-194
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• 2012

Human P-gp is one of the protein responsible for the multidrug resistance (MDR) develpment. MDR is a major cause of the cancer chemotherapy. In this paper, we performed homology modeling, docking study of papayriferic acid into the P-gp nucleotide binding domain (NBD2). For human P-gp, X-ray crystal structure is not known yet. We developed homology model for human NBD2 using HlyB ABC transporter structure (PDB code: 1XEF, resolution 2.5 ${\AA}$). Docking study was performed using Autodock. Docking result was analyzed, which shows that ligand docks into steroid binding site and interacts through hydrophobic and hydrophilic interactions.

• 생명과학회지
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• 제28권3호
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• pp.307-313
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• 2018

탈모증상은 겉으로 보이는 모습으로 인해 정신적인 스트레스로 작용한다. 그래서 탈모 방지관련 제품의 글로벌 시장 규모는 지속적으로 성장하고 있다. Timosaponin A III는 지모 추출물에서 발견되는 대표적인 saponin 계열의 생리 활성 효능 성분이다. 본 연구에서는 5-beta reductase 단백질 길항제(antagonist) finasteride, androgen receptor 단백질 길항제 minoxidil, 그리고 지모 추출물의 효능 성분 timosaponin A III의 각각의 타깃 단백질 활성 부위에 대한 친화도 분석 실험을 in silico 컴퓨터 분자결합 분석 방법을 통해 비교하였다. 5-beta reductase 및 androgen receptor 의 3차원 구조 정보는 PDB database (5-beta reductase PDB ID: 3G1R / androgen receptor PDB ID:4K7A)를 활용하였다. In silico 결합 분석을 수행하기 위해 PyRx, Autodock Vina, Discovery Studio Version 4.5, and NX-QuickPharm 프로그램을 각 분석 조건에 따라 활용하였다. 5-beta reductase 활성 부위에 대한 timosaponin A III의 최대 결합친화도는 -12.20 kcal/mol으로 나왔으며 이는 -11.70 kcal/mol으로 분석된 finasteride의 5-beta reductase 활성부위에 대한 결합 친화도 보다 훨씬 더 높고 효율적인 것으로 분석되었다. Androgen receptor 활성 부위에 대한 timosaponin A III의 최대결합친화도 또한 -9.00 kcal/mol으로 -7.40 kcal/mol의 minoxidil에 비하여 훨씬 우수한 결합친화도 값을 나타내었다. Finasteride와 timosaponin A III의 5-beta reductase 단백질 활성 부위에 대한 X,Y,Z Grid 값은 유사한 좌표로 분석되었으나 minoxidil과 timosaponin A III의 androgen receptor 활성 부위에 대한 X,Y,Z centroid grid 좌표는 상당한 거리를 두고 떨어져 있음이 확인 되었다. 즉, timosaponin A III는 minoxidil이 androgen receptor에 결합하는 부위와는 다른 부위에 결합하여 단백질 활성에 영향을 주는 것으로 사료되었다. 이상의 연구 결과들을 바탕으로 분석해 볼 때, 5-beta reductase 길항제 finasteride와 androgen receptor 길항제 minoxidil보다 지모 추출물 생리 활성 물질인 timosaponin A III가 보다 더 효율적인 길항제로 작용할 수 있음을 확인하였다. 결론적으로 지모 추출물 또는 timosaponin 계열이 함유된 효능 성분은 탈모 방지 효능 및 모발 건강 개선을 위한 의약품, 의약외품 및 신물질 연구 개발 분야에 효율적으로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국생물물리학회:학술대회논문집
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• 한국생물물리학회 2003년도 정기총회 및 학술발표회
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• pp.70-70
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• 2003

Active sites and substrate bindings of 1-aminoxyclopropane-1-carboxylate oxidase (MD-ACO1) catalyzing the oxidative conversion of ACC to ethylene have been determined based on site-directed mutagenesis and comparative modeling methods. Molecular modeling based on the crystal structure of Isopenicillin N synthase (IPNS) provided MD-ACO1 structure. MD-ACO1 protein folds into a compact jelly roll shape, consisting of 9 ${\alpha}$-helices, 10 ${\beta}$-strands and several long loops. The MD-ACO1/ACC/Fe(II)/Ascorbate complex conformation was determined from automated docking program, AUTODOCK. The MD-ACO1/Fell complex model was consistent with well known binding motif information (HIS177-ASP179-HIS234). The cosubstrate, ascorbate is placed between iron binding pocket and Arg244 of MD-ACO1 enzyme, supporting the critical role of Arg244 for generating reaction product. These findings are strongly supported by previous biochemical data as well as site-directed mutagenesis data. The structure of enzyme/substrate suggests the structural mechanism for the biochemical role as well as substrate specificity of MD-ACO1 enzyme.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제31권12호
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• pp.3644-3652
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• 2010

The metallo-$\beta$-lactamases ($M{\beta}Ls$) are clinically significant enzymes which readily hydrolyze most $\beta$-lactam antibiotics. Discovering potential inhibitors for the $M{\beta}Ls$ is an expensive, time consuming endeavor. Virtual screening can sieve out inhibitor candidates with incompatible features prior to synthesis, decreasing these costs. Using Autodock 4.0, the binding locations and energies of four previously-studied potential inhibitors and four additional compounds obtained from the National Cancer Institute (NCI) database were computationally calculated. Based on the docking models of these eight compounds, we then designed several hypothetical inhibitor structures, compounds A through F, and performed their respective docking experiments. The docking results for compound F showed that it binds to the zinc containing active sites with a lowest predicted binding energy of -6.70 kcal/mol, suggesting F is the most likely potential $M{\beta}L$ inhibitor.