Publication:
In silico structural interactions of trichoderma harzianum T12 β-glucosidase towards the cell wall components of macrophomina phaseolina

dc.contributor.affiliation#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#en_US
dc.contributor.authorMohammad Hakim Mohammad Hooden_US
dc.contributor.supervisorAzzmer Azzar Abdul Hamid, Ph.Den_US
dc.contributor.supervisorTengku Haziyamin Tengku Abdul Hamid, Ph.Den_US
dc.contributor.supervisorRoswanira Abdul Wahab, Ph.Den_US
dc.date.accessioned2024-10-09T07:47:58Z
dc.date.available2024-10-09T07:47:58Z
dc.date.issued2021
dc.description.abstractAn empirical study showed the Trichoderma harzianum β-glucosidase T12 (ThBglT12) was a greener alternative to chemical fungicides in inhibiting the phytopathogenic fungus M. phaseolina by digesting its cell-wall. However, the underlying molecular mechanisms of cell wall recognition by the ThBglT12 remains elusive. Therefore, this study aims to predict the binding mechanism and illustrate the molecular interactions of the ThBglT12 with the M. phaseolina mycelial cell wall components by utilising molecular docking and molecular dynamics simulation. The binding location was identified by a consensus of residues predicted by COACH tool, blind docking, and multiple sequence alignment. The study discovered that molecular recognition by ThBglT12 occurred through interactions between the α-1,3-glucan, β-1,3-glucan, β-1,3/1,4-glucan, and chitin components of M. phaseolina, with corresponding binding energies of −7.4, −7.6, −7.5 and −7.8 kcal/mol. The low binding energies seen here indicated favourable binding affinities between the tested substrates that represented the pathogenic fungal cell wall components and ThBglT12. The residue consensus verified the participation of Glu172, Tyr304, Trp345, Glu373, Glu430, and Trp431 in the active site pocket of ThBglT12 to bind the substrates, of which Trp345 was the common interacting residue. Root-mean square deviation, root-mean square fluctuation, total energy and minimum distance calculation from MD simulation further confirmed the stability and the closeness of the binding substrates into the ThBglT12 active site pocket. The hydrogen bond occupancy by Tyr304, Glu373, Glu430, and Trp431 corroborated with the role of the nucleophile for substrate recognition and specificity, crucial for cleaving the β-1,4 linkage. Further investigation showed the proximity of Glu373 to the anomeric carbon of β-1,3/1,4-glucan (3.5Å) and chitin (5.5Å) indicates the readiness of the nucleophile to form enzyme-substrate intermediate. Plus, the neighboring water molecule appeared to be correctly positioned and oriented towards the anomeric carbon to hydrolyse the β-1,3/1,4-glucan and chitin, less than 4.0Å away from the substrates’ anomeric carbon. Both molecular docking and MD studies indicated that there are interactions between ThBglT12 and fungal cell wall components, however there are slight difference or preference of the enzyme for these component. In a nutshell, the study verified that the ThBglT12 is a good alternative fungicide to inhibit the growth of M. phaseolina.en_US
dc.description.abstractarabicتم العثور على Trichoderma harzianum β -glucosidase T12 (ThBglT12) ليكون بديلاً أكثر خضرة لمبيدات الفطريات الكيميائية في السيطرة على الفطريات الممرضة للنبات M. phaseolina عن طريق هضم جدار الخلية في دراسة تجريبية. ومع ذلك، فإن الآليات الكيميائية وراء التعرف على جدار الخلية في ThBglT12 لا تزال غير معروفة. تم استخدام الالتحام الجزيئي ونمذجة الديناميكيات الجزيئية في هذه الدراسة لتوقع آلية الربط وتسليط الضوء على التفاعلات الجزيئية لـ ThBglT12 مع مكونات جدار الخلية الفطرية M. phaseolina. تم استخدام إجماع على المخلفات التي تنبأت بها أداة COACH والرسو الأعمى ومحاذاة التسلسل المتعدد للعثور على موقع الربط. اكتشفت الدراسة أن التفاعلات بين α-1,3 جلوكان و β-1,3جلوكان و β-1,3/1,4جلوكان ومكوِّنات الكيتين في M. phaseolina طاقات -7.4 ,7.6- ,7.5- و 7.8- كيلو كالوري / مول، تشير طاقات الربط المنخفضة الموضحة هنا إلى أن الركائز المدروسة، والتي تمثل مكونات جدار الخلية الفطرية المسببة للأمراض، لها روابط ارتباط جيدة مع ThBglT12. أكد إجماع البقايا أن Glu172 وTyr304 وTrp345 و Glu373 و Glu430 و Trp431 كانت متورطة في ركائز ملزمة في جيب الموقع النشط لـ ThBglT12، مع كون Trp345 هو البقايا المتفاعلة الأكثر انتشارًا. تم التحقق من صحة استقرار وقرب ركائز الربط في جيب الموقع النشط ThBglT12 من خلال محاكاة MD باستخدام الانحراف التربيعي لمتوسط الجذر، وتقلب الجذر التربيعي، والطاقة الإجمالية، وحسابات المسافة الدنيا. دعم وجود روابط هيدروجينية بواسطة Tyr304 وGlu373 وGlu430 وTrp431 دور النوكليوفيل في التعرف على الركيزة وتحديدها، وهو أمر بالغ الأهمية لشق الرابط β-1،4. إن قرب Glu373 من الكربون الشاذ لـ β-1،3 / 1،4 جلوكان (3.5 Å) والكيتين (Å 5.5) يعني أن النوكليوفيل جاهز لإنشاء وسيطة من الركيزة الإنزيمية، وفقًا لدراسات أخرى.علاوة على ذلك، بدا أن جزيء الماء المجاور قد تم وضعه بشكل صحيح وتوجيهه نحو الكربون الشاذ لتحلل β-1,3/1,4 جلوكان و الكيتين، والذي كان أقل من 4.0 Åبعيدًا عن الكربون الشاذ للركائز. كشفت كل من تحقيقات الالتحام الجزيئي وMD أن مكونات ThBglT12 وجدار الخلية الفطرية تتفاعل، ولكن هناك اختلاف بسيط في تفضيل الإنزيم لهذه المكونات. في ملخص، وجدت الدراسة أن ThBglT12 هو مبيد فطري بديل فعال لمنع نمو M. phaseolina.en_US
dc.description.callnumbert QK 604.2 M89 M697I 2021en_US
dc.description.identifierThesis : In silico structural interactions of trichoderma harzianum T12 β-glucosidase towards the cell wall components of macrophomina phaseolina / by Mohammad Hakim bin Mohammad Hooden_US
dc.description.identityt11100429233MohammadHakimBinMohammadHooden_US
dc.description.kulliyahKulliyyah of Scienceen_US
dc.description.nationalityMalaysianen_US
dc.description.notesThesis (MSBTS)--International Islamic University Malaysia, 2021.en_US
dc.description.physicaldescriptionxii, 100 leaves : colour illustrations ; 30cm.en_US
dc.description.programmeMaster of Science (Biotechnology)en_US
dc.identifier.urihttps://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/11450
dc.language.isoenen_US
dc.publisherKuantan, Pahang : Kulliyyah of Science, International Islamic University Malaysia, 2021en_US
dc.subject.lcshMycoparasitismen_US
dc.subject.lcshMacrophomina phaseolinaen_US
dc.subject.lcshPhytopathogenic fungi -- Biological controlen_US
dc.titleIn silico structural interactions of trichoderma harzianum T12 β-glucosidase towards the cell wall components of macrophomina phaseolinaen_US
dc.typeMaster Thesisen_US
dspace.entity.typePublication

Files

Original bundle

Now showing 1 - 2 of 2
Loading...
Thumbnail Image
Name:
t11100429233MohammadHakimBinMohammadHood_24.pdf
Size:
861.6 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
24 pages file
Loading...
Thumbnail Image
Name:
t11100429233MohammadHakimBinMohammadHood_SEC.pdf
Size:
4.03 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Full text secured file

License bundle

Now showing 1 - 1 of 1
Loading...
Thumbnail Image
Name:
license.txt
Size:
1.71 KB
Format:
Plain Text
Description:

Collections