ارزیابی بیوانفورماتیکی ترکیبات فعال 16 گونه گیاهی در مهار آنزیم تیروزین فسفاتاز باکتری استرپتوکوکوس پیوژنز

استرپتوکوکوس پیوژنز نوع a (gas a) یک باکتری گرم مثبت و مهم‌ترین گروه استرپتوکوک ها است. فارنژیت استرپتوکوکی برای جلوگیری از انتقال عفونت‌ها و عوارض هم‌زمان با آلودگی و عواقب بعدی به درمان آنتی‌بیوتیکی مناسب نیاز دارد. هدف از این مطالعه، بررسی بیوانفورماتیکی ترکیبات فعال 16 گونه دارویی بر آنزیم تیروزین فسفاتاز (sp - ptp) است. این پژوهش به روش توصیفی- تحلیلی صورت گرفت. بدین منظور، ابتدا 850 ترکیب فیتوشیمیایی مورد تایید 16 گونۀ گیاهی شامل آویشن، آلوئه ورا، میخک، دارچین، زرشک، اکالیپتوس، زنجبیل، زوفا، مریم گلی، گزنه، زردچوبه، بارهنگ، بنفشه، پونه، شیرین بیان و حرا از مقالات جمع‌آوری و فرمول شیمیایی آن‌ها از پایگاه داده pubchem دریافت شد. پروتئین مورد نظر از سرور pdb دانلود شد. پس‌ازآن آماده‌سازی پروتئین و ترکیبات طبیعی (لیگاند) جهت آنالیز داکینگ مولکولی توسط نرم‌افزارهای ds visualizer، chimera5 و autodocktools انجام شد. سپس تعیین جایگاه فعال با استفاده از سرور آنلاینcastp  و نرم‌افزار pymol، داکینگ مولکولی ترکیبات گیاهی و پروتئین مورد نظر با نرم‌افزار auto dock vina (trott and olson 2010) انجام شد. نتایج توسط دو نرم‌افزار +lig plot و 2.1 discovery studio بررسی شد. پس از آن استخراج خصوصیات فیزیکوشیمیایی ترکیبات از سرور  swiss admeو تعیین کلاس سمیت ترکیبات بر اساس قوانین لیپینسکی با استفاده از نرم‌افزار  toxtreeانجام شد. در بین ترکیبات مورد بررسی، 19 ترکیب 5′-methoxyhydnocarpin،linalyl acetate ، 1,3-diisopropylnaphthalene، ellagic acid، umbelliferon، carnosol، berberine، berlambine، tannin، quercetin، aesculetin،apoatropine ، coumarin، emodin و alpha-bourbonene بالاترین میزان مهارکنندگی آنزیم تیروزین فسفاتاز را نشان دادند. ترکیب alpha-bourbonene با داشتن مزیت جهش‌زایی پایین، جذب گوارشی پایینی دارد. از نتایج این پژوهش می‌توان نتیجه گرفت که از میان مهم‌ترین ترکیبات مورد مطالعه، ترکیب linalyl acetate موجود در گیاه بارهنگ با بیش‌ترین برهمکنش و داشتن خصوصیات مناسبی مانند جهش‌زایی کم، جذب گوارشی بالا و با پیروی از قانون لیپینسکی می‌تواند به‌عنوان یک ترکیب مناسب جهت مهار این باکتری معرفی شود.

bioinformatics evaluation of 16 plant species compounds in inhibiting of tyrosine phosphatase enzyme of streptococcus pyogenes

streptococcus pyogenes type a (gas a) is a gram-positive bacterium and the most important group of streptococci. streptococcal pharyngitis requires appropriate antibiotic treatment to prevent transmission and side effects at the same time as consumption and subsequent consequences. the aim of this study is bioinformatics investigation of active compounds of 16 medicinal species on tyrosine phosphatase enzyme (sp-ptp). this research was done using descriptive-analytical method. for this purpose, at first, 850 phytochemical compounds in 16 plant species including thyme, aloe vera, clove, cinnamon, barberry, eucalyptus, ginger, hyssop, sage, nettle, turmeric, fleawort, violet, oregano, licorice and mangrove were collected from articles and their chemical formulas were obtained from pubchem database. the desired protein was downloaded from the pdb server. after that, preparation of protein and natural compounds (ligand) were performed for molecular docking analysis by ds visualizer, chimera5 and autodocktoolssoftwares. then, the active site was detected using castp online server and pymol software, molecular docking of plant compounds and desired protein was done with auto dock vina software. the results were analyzed by lig plot+ and discovery studio 2.1 softwares. after that, physicochemical properties of compounds were obtained from the swiss adme server and the toxicity class of compounds was determined based on lipinski’s rules using toxtree software. among the investigated compounds, 19 compounds including 5’-methoxyhydnocarpin, linalyl acetate, 1,3-diisopropylnaphthalene, ellagic acid, umbelliferone, carnosol, berberine, berlambine, tannin, quercetin, aesculetin, apoatropine, coumarin, e-coumarin showed the highest rate of tyrosine phosphatase enzyme inhibition. the compound alpha-bourbonene has low absorptivity with the advantage of low mutagenicity. considering results of this research, it can be concluded that among the most important studied compounds, the linalyl acetate compound in the fleawort with the highest interaction and having suitable characteristics such as low mutagenicity, high gastrointestinal absorption and following lipinski’s law can be considered as a suitable compound for inhibition of this bacteria.