Publication: Xanthorrhizol derivatives as hyaluronidase and lipoxygenase inhibitors : design, synthesis, in vitro and in silico analyses
cris.virtual.department | #PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE# | |
cris.virtual.orcid | #PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE# | |
cris.virtualsource.department | 22b221d9-bf7b-4cb7-b835-e983d6a7ff36 | |
cris.virtualsource.orcid | 22b221d9-bf7b-4cb7-b835-e983d6a7ff36 | |
dc.contributor.author | Tengku Kamilah Tengku Nazmi | |
dc.contributor.supervisor | Nurul Iman Aminudin, Ph.D | |
dc.contributor.supervisor | Nurasyikin Hamzah, Ph.D | |
dc.contributor.supervisor | Mazura Md Pisar, Ph.D | |
dc.date.accessioned | 2024-12-10T04:25:58Z | |
dc.date.available | 2024-12-10T04:25:58Z | |
dc.date.issued | 2024 | |
dc.description.abstract | Hyaluronidase (Hyal) and lipoxygenase (LOX) enzymes produced inflammatory inducers in the human body, making them suitable target for the design of anti-inflammatory agents. Xanthorrhizol (XNT) is a sesquiterpenoid isolated from Curcuma xanthorrhiza that possesses anti-inflammatory properties and holds promise as therapeutic candidate. The potential of XNT as anti-inflammatory agent can be further explored through modification of its structure. The use of computational tools can optimise the structure of XNT by precisely targeting Hyal and LOX and enhance its anti-inflammatory action. The objective of this study was to virtually screen and design potential XNT derivatives as new Hyal-1 and LOX-3 inhibitors from in-house database and in silico fragment-based drug design (FBDD) approaches, respectively. Then, the promising derivatives from both approaches were synthesised and characterised, followed by biological evaluation through in vitro enzyme inhibitory assays. The most active derivative against the enzyme in in vitro studies was subjected to further analysis using molecular dynamics (MD) simulation. Thirty XNT derivatives obtained from in-house database were virtually screened against Hyal-1 enzyme via molecular docking. Benzyl xanthorrhizyl ether (76) exhibited stronger binding energy (-8.0 kcal/mol) against Hyal-1 enzyme compared to XNT (-6.8 kcal/mol) and proposed to be synthesised as Hyal-1 inhibitor. Additionally, the in silico FBDD generated five XNT derivatives as potential Hyal-1 inhibitors, specifically (2-pyridinyl)methyl xanthorrhizyl ether (102), 4-nitrobenzyl xanthorrhizyl ether (103), 3-trifluoromethylbenzyl xanthorrhizyl ether (104), (2-tetrahydro-2H-pyranyl)methyl xanthorrhizyl ether (105) and (2-tetrahydrofuranyl)methyl xanthorrhizyl ether (106). Among the six proposed inhibitors for Hyal-1 enzyme, five derivatives (76, 102-105) were successfully synthesised and characterised using spectroscopic analyses. Meanwhile, the synthesis of derivative (106) yielded an unexpected product, characterised as propyl xanthorrhizyloxyacetate (117). The in vitro analysis against Hyal-1 enzyme showed that derivative (102) was the most active against Hyal-1 enzyme with IC50 value of 44.54 µg/mL compared to XNT (IC50 = 203.56 µg/mL). The MD simulation revealed that derivative (102) displayed stable interaction in the binding site of Hyal-1 enzyme throughout 100 ns simulation. Derivative (76) was identified as potential LOX-3 inhibitor as it exerts stronger binding energy (-8.6 kcal/mol) compared to XNT (-7.7 kcal/mol). The design of XNT derivatives through in silico FBDD approach generated four XNT derivatives as LOX-3 inhibitors, however, their synthesis were unsuccessful. Derivative (76) was synthesised, and tested via in vitro LOX-3 inhibitory assay, where it displayed weaker activity (IC50 = 619.92 µg/mL) compared to XNT (IC50 = 142.34 µg/mL). These findings suggest that XNT derivatives, particularly (2-pyridinyl)methyl xanthorrhizyl ether (102) showed promising anti-inflammatory activities through inhibition of Hyal-1 enzyme. | |
dc.description.abstractarabic | إن إنزيمات الهيالورونيداز (Hyal) والليبوكسجيناز (LOX) تنتج محفزات إلتهابية في جسم الإنسان، مما يجعلها هدفًا مناسبًا لتصميم عوامل مضادة للالتهابات. يُعتبر الزانثورايزو ل (XNT) مركبًا سيسكيتيربينويديًً معزولًً من الكركم الزانثورايزا يمتلك خصائص مضادة للالتهابات ويعد واعدًا كمرشح علاجي. يمكن استكشاف إمكانا ت XNT كعامل مضاد للالتهابات بشكل أكبر من خلال تعديل هيكله. يمكن استخدام الأدوات الحاسوبية لتحسين هيكل XNT عن طريق استهداف إنزيمات Hyal و LOX بدقة وتعزيز عمله المضاد للالتهابات. كان الهدف من هذه الدراسة هو الفحص الًفتراضي وتصميم مشتقات XNT المحتملة كمثبطات جديدة لإنزيما ت Hyal-1 و LOX-3 من قاعدة بيانات داخلية ومنهجيات تصميم الأدوية القائمة على الشظايً الحاسوبية (FBDD) على التوالي. تم تصنيع وتوصيف المشتقات الواعدة من كلا النهجين، تلاها تقييم بيولوجي من خلال اختبارات تثبيط الإنزيم في المختبر. تم إخضاع المشتق الأكثر نشاطًا ضد الإنزيم في الدراسات المختبرية لمزيد من التحليل باستخدام محاكاة الديناميات الجزيئي ة (MD) . تم فحص ثلاثين مشتقًا م ن XNT من قاعدة البيانات الداخلية افتراضيًا ضد إنز يم Hyal-1 عبر الربط الجزيئي. أظهر بنزيل زانثورايزيل إيثر ) 76 ( طاقة ارتباط أقوى )- 8.0 كيلو كالوري/مول( ضد إنز يم Hyal-1 مقارنة ب XNT - ( 6.8 كيلو كالوري/مول( واقترح تصنيعه كمثبط ل Hyal-1. بالإضافة إلى ذل ك. أنتجت FBDD الحاسوبية خمسة مشتقات من XNT كمثبطات محتملة ل Hyal-1 ، وهي ) 2 -بيريدينيل( ميثيل زانثورايزيل إيثر ) 102 ،) 4 -نيتروبنزيل زانثورايزيل إيثر ) 103 ،) 3 -تريفلوروميثيلبنزيل زانثورايزيل إيثر ) 104( ، (2-) تتراهيدرو- 2 H- بيرانيل )ميثيل زانثورايزيل إيثر ) 105 ( و) 2 -تتراهيدروفورانيل( ميثيل زانثورايزيل إيثر ) 106 (. من بين المثبطات الستة المقترحة لإنزيم Hyal-1 ، تم تصنيع وتوصيف خمسة مشتقات بنجاح باستخدام التحليلات الطيفية. في الوقت نفسه، أسفرت عملية تصنيع المشتق ( 106 ( عن منتج غير متوقع، تم توصيفه ك بروبيل زانثورايزيلوكسي أسيتات ) 117 (. أظهر التحليل في المختبر ضد إنز يم 1 -Hyal أن المشتق ) 102 ( كان الأكثر نشاطًا ضد إنز يم 1 -Hyal بقيم ة 50IC بلغت 44.54 ميكروغرام/ملمقارنة ب XNT ( 203.56 ميكروغرام/مل(. كشفت محاكاة MD أن المشتق ) 102 ( أظهر تفاعلًا مستقرًا في موقع ارتباط إنزيم Hyal-1 طوال محاكاة 100 نانوثانية. مشتق ) 76 ( تم تحديده كمثبط محتمل لإنزيم -3 LOX حيث يظهر طاقة ارتباط أقوى )- 8.6 ك يلو كالوري/مول( مقارنة ب XNT -( 7.7 ك يلو كالوري/مول(. تم تصميم مشتقات XNT من خلال نهج FBDD باستخدام الحاسوب، مما أنتج أربعة مشتقات XNT كمثبطات ل LOX-3 ، ومع ذلك، لم تنجح عملية التخليق. تم تخليق مشتق ) 76 ( واختباره في اختبار تثبيط LOX-3 في المختبر، حيث أظهر نشاطًا أضعف ) = 619.92 50IC ميكروغرام/مل( مقارنة ب XNT ( = 142.34 50IC ميكروغرام/مل(. تشير هذه النتائج إلى أن مشتقات XNT ، وخاصة ) 2 -بيريدينيل( ميثيل زانثورهيزيل إيثر ) 102 ( أظهرت أنشطة واعدة مضادة للالتهابات من خلال تثبيط إنزيم Hyal-1 ميكروغرام/ملليتر . | |
dc.description.cpsemail | cps2u@iium.edu.my | |
dc.description.degreelevel | Master | |
dc.description.email | tgkmlh@gmail.com | |
dc.description.funder | JABATAN PERKHIDMATAN AWAM MALAYSIA (PG) | |
dc.description.identifier | Thesis : Xanthorrhizol derivatives as hyaluronidase and lipoxygenase inhibitors : design, synthesis, in vitro and in silico analyses / by Tengku Kamilah binti Tengku Nazmi | |
dc.description.identity | G2111368Tengkukamilahtengkuazmi | |
dc.description.kulliyah | Kulliyyah of Science | |
dc.description.nationality | MALAYSIA | |
dc.description.notes | Thesis (MSCC)--International Islamic University Malaysia, 2024. | |
dc.description.physicaldescription | 1 online resource (xxix, 178 leaves) ; color illustrations. | |
dc.description.programme | Master of Science in Chemistry | |
dc.identifier.uri | https://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/32545 | |
dc.language.iso | en | |
dc.publisher | Kuantan, Pahang : Kulliyyah of Science, International Islamic University Malaysia, 2024 | |
dc.rights | OWNED BY IIUM | |
dc.title | Xanthorrhizol derivatives as hyaluronidase and lipoxygenase inhibitors : design, synthesis, in vitro and in silico analyses | |
dc.type | Master Thesis | |
dspace.entity.type | Publication | |
oairecerif.author.affiliation | #PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE# |
Files
Original bundle
1 - 1 of 1
Loading...
- Name:
- G2111368Tengkukamilahtengkuazmi_SEC.pdf
- Size:
- 28.8 MB
- Format:
- Adobe Portable Document Format
- Description:
- Full text