Молекулярные мишени белков адгезии биопленки Candida tropicalis для эфирных масел Humulus lupulus и Artemisia absinthium

Авторы

  • Ирина Сергеевна Черней Полесский государственный университет, ул. Днепровской флотилии, 23, 225710, г. Пинск, Беларусь
  • Ярослав Владимирович Диченко Институт биоорганической химии НАН Беларуси, ул. Академика Купревича, 5, корп. 2, 220084, г. Минск, Беларусь
  • Виталий Тадеушевич Чещевик Полесский государственный университет, ул. Днепровской флотилии, 23, 225710, г. Пинск, Беларусь

Ключевые слова:

белки адгезии, биопленка, Candida, эфирное масло, Humulus lupulus, Artemisia absinthium, молекулярный докинг, ADME-свойства

Аннотация

Методом молекулярного докинга определены потенциальные молекулярные мишени белков адгезии биопленки Candida tropicalis при действии компонентов эфирных масел Humulus lupulus и Artemisia absinthium. Наиболее высокой аффинностью к белкам адгезии биопленки C. tropicalis обладали следующие компоненты: мирцен, линалоол, гумуленоксид, 4-деценовая кислота, изоамилбутират, метил-6-гептеноат, 2-нонанон, метилизооктаноат, метилоктаноат, метилнонаноат, геранилизобутират (H. lupulus), а также α- и β-туйон, сабинен, 2,4-туйондиен, геранилпропионат, терпинен-4-ол, транс-собрерол, формиат геранила (A. absinthium). Выявленные соединения демонстрировали сходные с флуконазолом типы взаимодействий с белками адгезии биопленки, но отличались вовлечением разных ключевых аминокислотных остатков, специфичных для каждого белка. Физико-химические параметры и ADME-свойства этих соединений, в сравнении с таковыми флуконазола, указывают на их перспективность в качестве основы для разработки новых противогрибковых препаратов с антибиопленочной активностью в отношении клеток C. tropicalis.

Биографии авторов

  • Ирина Сергеевна Черней, Полесский государственный университет, ул. Днепровской флотилии, 23, 225710, г. Пинск, Беларусь

    ассистент кафедры биохимии и биоинформатики биотехнологического факультета

  • Ярослав Владимирович Диченко, Институт биоорганической химии НАН Беларуси, ул. Академика Купревича, 5, корп. 2, 220084, г. Минск, Беларусь

    кандидат химических наук, доцент; ведущий научный сотрудник лаборатории белковой инженерии

  • Виталий Тадеушевич Чещевик, Полесский государственный университет, ул. Днепровской флотилии, 23, 225710, г. Пинск, Беларусь

    кандидат биологических наук, доцент; декан биотехнологического факультета

Библиографические ссылки

  1. Silva JPB, Peres ARMN, Paixão TP, Silva ASB, Baetas AC, Barbosa WLR, et al. Antifungal activity of hydroalcoholic extract of Chrysobalanus icaco against oral clinical isolates of Candida species. Pharmacognosy Research. 2017;9(1):96–100. DOI: 10.4103/0974-8490.199772.
  2. World Health Organization. WHO fungal priority pathogens list to guide research, development and public health action. Geneva: World Health Organization; 2022. VIII, 33 p.
  3. Atiencia-Carrera MB, Cabezas-Mera FS, Vizuete K, Debut A, Tejera E, Machado A. Evaluation of the biofilm life cycle between Candida albicans and Candida tropicalis. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 2022;12:953168. DOI: 10.3389/fcimb.2022.953168.
  4. de Barros PP, Rossoni RD, de Souza CM, Scorzoni L, de Camargo Fenley J, Junqueira JC. Candida biofilms: an update on developmental mechanisms and therapeutic challenges. Mycopathologia. 2020;185(3):415–424. DOI: 10.1007/s11046-020-00445-w.
  5. Sasani E, Khodavaisy S, Rezaie S, Salehi M, Yadegari MH. The relationship between biofilm formation and mortality in patients with Candida tropicalis candidemia. Microbial Pathogenesis. 2021;155:104889. DOI: 10.1016/j.micpath.2021.104889.
  6. Jiang C, Ni Q, Dong D, Zhang L, Li Z, Tian Y, et al. The role of UPC2 gene in azole-resistant Candida tropicalis. Mycopathologia. 2016;181(11–12):833–838. DOI: 10.1007/s11046-016-0050-3.
  7. Jafri H, Ahmad I. Thymus vulgaris essential oil and thymol inhibit biofilms and interact synergistically with antifungal drugs against drug-resistant strains of Candida albicans and Candida tropicalis. Journal de Mycologie Médicale. 2020;30(1):100911. DOI: 10.1016/j.mycmed.2019.100911.
  8. Lohse MB, Gulati M, Johnson AD, Nobile CJ. Development and regulation of single- and multi-species Candida albicans biofilms. Nature Reviews Microbiology. 2018;16(1):19–31. DOI: 10.1038/nrmicro.2017.107.
  9. Черней ИС. Антибиопленочная активность природных соединений в отношении Candida spp. Веснік Брэсцкага ўніверсітэта. Серыя 5, Біялогія. Навукі аб зямлі. 2023;2:70–80.
  10. Araújo D, Henriques M, Silva S. Portrait of Candida species biofilm regulatory network genes. Trends in Microbiology. 2017;25(1):62–75. DOI: 10.1016/j.tim.2016.09.004.
  11. Wan Harun WHA, Jamil NA, Jamaludin NH, Nordin MAF. Effect of Piper betle and Brucea javanica on the differential expression of hyphal wall protein (HWP1) in non-Candida albicans Candida (NCAC) species. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine. 2013;2013:397268. DOI: 10.1155/2013/397268.
  12. da Silva CR, Damacieira Moura FL, Almeida Alves Filho AL, de Sousa Campos R, de Farias Cabral VP, do Amaral Valente Sá LG, et al. Evaluation of interactions of silibinin with the proteins ALS3 and SAP5 against Candida albicans. Journal of Health and Biological Sciences. 2022;10(1):1–6. DOI: 10.12662/2317-3076jhbs.v10i1.4239.p1-6.2022.
  13. Mancera E, Porman AM, Cuomo CA, Bennett RJ, Johnson AD. Finding a missing gene: EFG1 regulates morphogenesis in Candida tropicalis. G3: Genes. Genomes. Genetics. 2015;5(5):849–856. DOI: 10.1534/g3.115.017566.
  14. de Souza CM, Moralez ATP, dos Santos MM, Mantovani MS, Furlaneto-Maia L, Furlaneto MC. Deciphering colonies of phenotypic switching-derived morphotypes of the pathogenic yeast Candida tropicalis. Mycopathologia. 2022;187(5–6):509–516. DOI: 10.1007/s11046-022-00663-4.
  15. Song Y-D, Hsu C-C, Lew SQ, Lin C-H. Candida tropicalis RON1 is required for hyphal formation, biofilm development, and virulence but is dispensable for N-acetylglucosamine catabolism. Medical Mycology. 2021;59(4):379–391. DOI: 10.1093/mmy/myaa063.
  16. Martínez-Reyes I, Diebold LP, Kong H, Schieber M, Huang H, Hensley CT, et al. TCA cycle and mitochondrial membrane potential are necessary for diverse biological functions. Molecular Cell. 2016;61(2):199–209. DOI: 10.1016/j.molcel.2015.12.002.
  17. Bocquet L, Rivière C, Dermont C, Samaillie J, Hilbert J-L, Halama P, et al. Antifungal activity of hop extracts and compounds against the wheat pathogen Zymoseptoria tritici. Industrial Crops and Products. 2018;122:290–297. DOI: 10.1016/j.indcrop.2018.05.061.
  18. Ivanov M, Gašić U, Stojković D, Kostić M, Mišić D, Soković M. New evidence for Artemisia absinthium L. application in gastrointestinal ailments: ethnopharmacology, antimicrobial capacity, cytotoxicity, and phenolic profile. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine. 2021;2021:9961089. DOI: 10.1155/2021/9961089.
  19. Черней ИС, Чещевик ВТ, Орлов ИМ. Компонентный состав эфирного масла различных сортов Humulus lupulus, культивируемых в Беларуси. Труды БГТУ. Серия 2, Химические технологии, биотехнологии, геоэкология. 2023;2:65–72. DOI: 10.52065/2520-2669-2023-271-2-9.
  20. Черней ИС, Чещевик ВТ. Антиоксидантная активность эфирного масла Artemisia absintnium. В: Дунай ВИ, Золотарева ОА, Штепа ВН, редакторы. Пинские чтения. Материалы 1-й Международной научно-практической конференции, приуроченной к 925-летию основания города Пинска; 15–16 сентября 2022 г.; Пинск, Беларусь. Пинск: Полесский государственный университет; 2022. с. 265–268.
  21. Daina A, Michielin O, Zoete V. SwissADME: a free web tool to evaluate pharmacokinetics, drug-likeness and medicinal chemistry friendliness of small molecules. Scientific Reports. 2017;7:42717. DOI: 10.1038/srep42717.
  22. Klimoszek D, Jeleń M, Dołowy M, Morak-Młodawska B. Study of the lipophilicity and ADMET parameters of new anticancer diquinothiazines with pharmacophore substituents. Pharmaceuticals. 2024;17(6):725. DOI: 10.3390/ph17060725.
  23. Nizamuddin ND, Roopa D, Pramodini A, Afshin SS, Vamshi KAP, Sudhakar RK. In silico biological evaluation of anticancer drugs – SwissADME. Future Journal of Pharmaceuticals and Health Sciences. 2024;4(2):39–55. DOI: 10.26452/fjphs.v4i2.604.
  24. Черней ИС, Лисовская АИ, Чещевик ВТ. Биоинформационный анализ взаимодействия компонентов Filipendula ulmaria с белком биопленки TasA микроорганизма Bacillus subtilis. Веснік Палескага дзяржаўнага ўніверсітэта. Серыя прыродазнаўчых навук. 2024;1:38–45.
  25. Mealey KL, Burke NS. Assessment of verdinexor as a canine P-glycoprotein substrate. Journal of Veterinary Pharmacology and Therapeutics. 2023;46(4):264–267. DOI: 10.1111/jvp.13123.

Загрузки

Опубликован

2025-04-07

Выпуск

№ 1 (2025): Экспериментальная биология и биотехнология

Раздел

Биохимия

Лицензия

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).

Как цитировать

Черней, И. С. ., Диченко, Я. В. ., & Чещевик, В. Т. . (2025). Молекулярные мишени белков адгезии биопленки Candida tropicalis для эфирных масел Humulus lupulus и Artemisia absinthium. Экспериментальная биология и биотехнология, 1, 12-23. https://journals.bsu.by/index.php/biology/article/view/6838