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Moroccan medicinal plants against COVID-19



J Pharm Pharmacogn Res 10(2): 227-238, 2022.

Original Article

Molecular docking study of the main phytochemicals of some medicinal plants used against COVID-19 by the rural population of Al-Haouz region, Morocco

[Estudio de acoplamiento molecular de los principales fitoquímicos de algunas plantas medicinales utilizadas contra el COVID-19 por la población rural de la región de Al-Haouz, Marruecos]

Ridwane Ghanimi1*, Ahmed Ouhammou2, Yassine El Atki3, Mohamed Cherkaoui1

1Laboratory of Pharmacology, Neurobiology, Anthropobiology, Environment and Behaviour, Department of Biology, Faculty of Sciences Semlalia, Cadi Ayyad University, Marrakech, BP 2390, 40000, Morocco.

2Laboratory of Microbial Biotechnologies, Agrosciences and Environment (BioMAgE), Agrosciences, Phytobiodiversity and Environment Team, Regional Herbarium ‘MARK’, Department of Biology, Faculty of Sciences Semlalia , Cadi Ayyad University, PO. Box 2390, Marrakech, 400001, Morocco.

3Laboratory of Physiology Pharmacology and Environmental Health, Department of Biology, Faculty of Sciences Dhar Mehraz,Sidi Mohamed Ben Abdellah University, Fez, Morocco.

*E-mail: ghanimiridwane@gmail.com, ridwane.ghanimi@ced.uca.ma

Abstract

Context: The infection by Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) is a global health emergency. The management of this crisis requires the discovery of new drugs able to cure or reduce the severity of SARS-CoV-2.

Aims: To explore the medicinal plants consumed by the rural population of Al-Haouz region against the emergence of the COVID-19, and to assess in silico the main phytochemicals present in the essential oils and the extracts of these medicinal plants, as potential inhibitors of the COVID-19 main protease (Mpro).

Methods: The survey was conducted through a semi-structured questionnaire among 85 respondents aged 30 years and above, in the Al-Haouz region, Morocco. AutoDock Vina, was used to assess the binding affinity of the phytochemicals to the Mpro.

Results: Eleven wild medicinal species were cited; 10 belonging to the Lamiaceae family and one to the Compositae family. Thymus saturejoides Coss., Artemisia herba-alba Asso.and Mentha suaveolens Ehrh. were respectively the three most cited species during the survey. The rosmarinic acid (-7.7 kcal/mol), hesperetin (-7.2 kcal/mol), gallocatechin (-7.2 kcal/mol) and cyasterone (-7.2 kcal/mol) have shown the higher inhibitory potential against covid-19 Mpro respectively.

Conclusions: In addition to their different recognized biological activities, the medicinal plants used in the Al-Haouz region have shown good inhibitory potential against SARAS-CoV-2 Mpro. Furthermore, the phytochemicals that exhibited the highest inhibitory potentials in this virtual study require further investigation in vitro and in vivo.

Keywords: COVID-19; ethnomedicine; medicinal plants; molecular docking; Morocco; SARS-CoV-2.

Resumen

Contexto: La infección por el coronavirus 2 del síndrome respiratorio agudo severo (SARS-CoV-2) es una emergencia sanitaria mundial. El manejo de esta crisis requiere el descubrimiento de nuevos medicamentos capaces de curar o reducir la gravedad del SARS-CoV-2.

Objetivos: Explorar las plantas medicinales consumidas por la población rural de la región de Al-Haouz frente a la aparición del COVID-19, y evaluar in silico los principales fitoquímicos presentes en los aceites esenciales y los extractos de estas plantas medicinales, como potenciales inhibidores. de la proteasa principal COVID-19 (Mpro).

Métodos: La encuesta se realizó a través de un cuestionario semiestructurado entre 85 encuestados de 30 años o más, en la región de Al-haouz, Marruecos. Se utilizó AutoDock Vina para evaluar la afinidad de unión de los fitoquímicos al Mpro.

Resultados: Se citaron once especies medicinales silvestres; 10 pertenecientes a la familia Lamiaceae y una a la familia Compositae. Thymus saturejoides Coss., Artemisia herba-alba Asso. y Mentha suaveolens Ehrh. fueron, respectivamente, las tres especies más citadas durante la encuesta. El ácido rosmarínico (-7,7 kcal/mol), la hesperetina (-7,2 kcal/mol), la galocatequina (-7,2 kcal/mol) y la ciasterona (-7,2 kcal/mol) han mostrado el mayor potencial inhibitorio frente al covid-19 Mpro, respectivamente.

Conclusiones: Además de sus diferentes actividades biológicas reconocidas, las plantas medicinales utilizadas en la región de Al-Haouz han mostrado un buen potencial inhibitorio contra SARAS-CoV-2 Mpro. Además, los fitoquímicos que exhibieron los potenciales inhibidores más altos en este estudio virtual requieren más investigación in vitro e in vivo.

Palabras Clave: acoplamiento molecular; COVID-19; etnomedicina; Marruecos; plantas medicinales; SARS-CoV-2.

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Citation Format: Ghanimi R, Ouhammou A, El Atki Y, Cherkaoui M (2022) Molecular docking study of the main phytochemicals of some medicinal plants used against COVID-19 by the rural population of Al-Haouz region, Morocco. J Pharm Pharmacogn Res 10(2): 227–238.

© 2022 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Volume 9, Suppl. 1 (MICPS 2021)

J Pharm Pharmacogn Res 9(Suppl. 1), (October) 2021

1st Makassar International Conference on Pharmaceutical Sciences

(MICPS 2021)

Empowering Natural Product in Drugs Discovery and Development

Faculty of Pharmacy Universitas Muslim Indonesia

Makassar, Indonesia

September 25-26, 2021

Conference Proceedings  [1.3 Mb]
Editing, design and realization: Gabino Garrido, Marisela Valdés, Xavier Garrido, Muammar Fawwaz, Aktsar Roskiana Ahmad
Editorial Scientific Council: Muammar Fawwaz, Aktsar Roskiana Ahmad, A. Emelda, Nurmaya Effendi

© 2021 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Phaleria macrocarpa as anti-breast cancer agent



J Pharm Pharmacogn Res 9(6): 824-845, 2021.

Original article

Anti-breast cancer potential activity of Phaleria macrocarpa (Scheff.) Boerl.leaf extract through in silico studies

[Potencial actividad contra el cáncer de mama del extracto de hoja de Phaleria macrocarpa (Scheff.) Boerl. mediante estudios in silico]

Yuyun Ika Christina 1, Wirdatun Nafisah2, Mochammad Fitri Atho’illah2, Muhaimin Rifa’i2, Nashi Widodo2, Muhammad Sasmito Djati2*

1Doctoral Program, Department of Biology, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Brawijaya University, Malang 65145, East Java, Indonesia.

2Department of Biology, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Brawijaya University, Malang 65145, East Java, Indonesia.

*E-mail: msdjati@ub.ac.id

Abstract

Context: The development of apoptotic agent from natural plant products may have a beneficial effect as a promising candidate for cancer therapy. The study about the efficacy of Phaleria macrocarpa leaves on breast cancer is still limited.

Aims: To elucidate the molecular mechanisms underlying the anti-breast cancer activity of P. macrocarpa leaves extract by in silico analysis.

Methods: The compounds of the ethanol extract of P. macrocarpa were identified by Liquid Chromatography–High Resolution Mass Spectrometry (LC-HRMS) analysis. Fourteen bioactive compounds of P. macrocarpa leaf were analyzed to determine the biological activity using Prediction of Activity Spectra for Substances (PASS) server. The network analysis was analyzed using STRING (https://string-db.org/). Twelve selected compounds were docked with several protein targets, including caspase 3, Bax and Bcl-2. Molecular docking was done by Pyrx 0.8 software and visualized by Discovery Studio software. The pharmacological properties of investigated bioactive compounds were analyzed using the SwissADME web server.

Results: The twelve from fourteen bioactive compounds of P. macrocarpa leaf have anticancer properties and might be expected to involve in p53 and PI3K/Akt signaling pathways related to cancer. The molecular docking result showed that sesamin from the lignans group has the best binding affinity to caspase-3 and Bax. Meanwhile, corymboside from the flavonoid group has the best binding affinity to Bcl-2.

Conclusions: The bioactive compounds of P. macrocarpa leaves extract might potentially modulate apoptosis and cell growth. Further research should be performed to validate the activity of P. macrocarpa bioactive compounds for target cancer development.

Keywords: anticancer activity; binding affinity; bioactive compound; molecular docking; Phaleria macrocarpa.

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Resumen

Contexto: El desarrollo de un agente apoptótico a partir de productos vegetales naturales puede tener un efecto beneficioso como candidato prometedor para la terapia del cáncer. El estudio sobre la eficacia de las hojas de Phaleria macrocarpa en el cáncer de mama aún es limitado.

Objetivos: Dilucidar los mecanismos moleculares que subyacen a la actividad anticancerígena del extracto de hojas de P. macrocarpa mediante análisis in silico.

Métodos: Los compuestos del extracto etanólico de P. macrocarpa se identificaron mediante análisis de cromatografía líquida-espectrometría de masas de alta resolución (LC-HRMS). Catorce compuestos bioactivos de la hoja de P. macrocarpa fueron analizados para determinar la actividad biológica utilizando el servidor de Predicción de Espectros de Actividad para Sustancias (PASS). El análisis de la red se analizó utilizando STRING (https://string-db.org/). Se acoplaron doce compuestos seleccionados con varias dianas proteicas, incluida la caspasa 3, Bax y Bcl-2. El acoplamiento molecular se realizó con el software Pyrx 0.8 y se visualizó con el software Discovery Studio. Las propiedades farmacológicas de los compuestos bioactivos investigados se analizaron utilizando el servidor web SwissADME.

Resultados: Doce de los catorce compuestos bioactivos de la hoja de P. macrocarpa tienen propiedades anticancerígenas y se puede esperar que participen en las vías de señalización de p53 y PI3K/Akt relacionadas con el cáncer. El resultado del acoplamiento molecular mostró que la sesamina del grupo de los lignanos tiene la mejor afinidad de unión a la caspasa-3 y Bax. Mientras tanto, el corimbósido del grupo flavonoide tiene la mejor afinidad de unión a Bcl-2.

Conclusiones: Los compuestos bioactivos del extracto de hojas de P. macrocarpa podrían potencialmente modular la apoptosis y el crecimiento celular. Se deben realizar más investigaciones para validar la actividad de los compuestos bioactivos de P. macrocarpa para el desarrollo de dianas terapéuticas contra el cáncer.

Palabras Clave: acoplamiento molecular; actividad anticancerígena; afinidad de unión; compuesto bioactivo; Phaleria macrocarpa.

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Citation Format: Christina YI, Nafisah W, Atho'illah MF, Rifa'i M, Widodo N, Djati MS (2021) Anti-breast cancer potential activity of Phaleria macrocarpa (Scheff.) Boerl. leaf extract through in silico studies. J Pharm Pharmacogn Res 9(6): 824–845.

© 2021 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Anti-inflammatory molecular docking of Magnolia champaca flavonoids


J Pharm Pharmacogn Res 9(5): 584-597, 2021.

Original article

Ethnopharmacological study of flavonoid compounds in Magnolia champaca (L.) Baill. ex Pierre as anti-inflammatory agents by molecular docking

[Estudio etnofarmacológico de compuestos flavonoides en Magnolia champaca (L.) Baill. ex Pierre como agentes antiinflamatorios por acoplamiento molecular]

Khoirin Maghfiroh1,2, Sri Widyarti1, Jati Batoro1, Sutiman B. Sumitro1*

1Department of Biology, Faculty Mathematics and Natural Science, Brawijaya University, Malang 65145, East Java, Indonesia.

2Department ofFood Science and Technology, Faculty of Agriculture, Yudharta University, Pasuruan 67162, East Java, Indonesia.

*E-mail: sutiman@ub.ac.id

Abstract

Context: Magnolia champaca (L.) Baill. ex Pierre has traditionally been used by the culture to prevent and cure the inflammatory disease.

Aims: To determine the benefit of M. champaca in the local community, especially in the treatment of tuberculosis, and investigate the potency of the flavonoid content of M. champaca as an anti-inflammatory agent through in silico analysis.

Methods: An ethnobotanical survey was conducted by structured interviews and responses in the Pamekasan district. The identification of flavonoid in selected plant was carried out from literature. Then, quercetin, (-)-epicatechin, and kaempferol were docked with protein targets including cyclooxygenase-2 (COX-2), mitogen-activated protein kinases (p38 MAPK), nuclear factor kappa B (NF-κB), and phosphoinositide 3 kinases (PI3k). The ability of complex compounds was considered dependent on energy binding and the ability to bind native ligand to proteins.

Results: M. champaca exhibited the highest RFI value, indicated that this plant mainly used to treat tuberculosis symptoms in the local community. The compounds of quercetin and (-)-epicatechin can only be bound to a native ligand COX-2, NAG. The compounds quercetin, rutin, kaempferol, and (-)-epicatechin can then be bound to both the native proteins NF-κB and PI3K. Nevertheless, native ligand-protein p38 MAP-kinases cannot be bound by complex compounds like quercetin, rutin, kaempferol, and (-)-epicatechin.

Conclusions: The research offers proof for considering the flavonoid compound in M. champaca as a beneficial ligand complex throughout the treatment and prevention of inflammatory diseases. Further in vitro and in vivo studies could prove its therapeutic potential.

Keywords: anti-inflammatory candidate; ethnopharmacological study; Magnolia champaca; molecular docking.

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Resumen

Contexto: Magnolia champaca (L.) Baill. ex Pierre ha sido utilizado tradicionalmente por la cultura para prevenir y curar enfermedades inflamatorias.

Objetivos: Determinar el beneficio de M. champaca en la comunidad local, especialmente en el tratamiento de la tuberculosis, e investigar la potencia del contenido de flavonoides de M. champaca como agente antiinflamatorio mediante análisis in silico.

Métodos: Se realizó una encuesta etnobotánica mediante entrevistas estructuradas y respuestas en el distrito de Pamekasan. La identificación de flavonoides en plantas seleccionadas se realizó a partir de la literatura. Luego, quercetina, (-) – epicatequina y kaempferol se acoplaron a proteínas dianas que incluían ciclooxigenasa-2 (COX-2), proteína quinasas activadas por mitógenos (p38 MAPK), factor nuclear kappa B (NF-κB) y fosfoinositida 3. quinasas (PI3k). Se consideró que la capacidad de los compuestos complejos dependía de la unión de energía y la capacidad de unir ligando nativo a proteínas.

Resultados: M. champaca exhibió el valor de RFI más alto, indicando que esta planta se usa principalmente para tratar síntomas de tuberculosis en la comunidad local. Los compuestos de quercetina y (-)-epicatequina solo pueden unirse a un ligando nativo COX-2, NAG. Los compuestos quercetina, rutina, kaempferol y (-)-epicatequina pueden unirse a las proteínas nativas NF-κB y PI3K. Sin embargo, las MAP-quinasas p38 ligando-proteína nativas no pueden unirse a compuestos complejos como quercetina, rutina, kaempferol y (-)-epicatequina.

Conclusiones: La investigación ofrece pruebas para considerar el compuesto flavonoide de M. champaca como un complejo ligando beneficioso en el tratamiento y prevención de enfermedades inflamatorias. Otros estudios in vitro e in vivo podrían demostrar su potencial terapéutico.

Palabras Clave: acoplamiento molecular; candidato antiinflamatorio; estudio etnofarmacológico; Magnolia champaca.

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Citation Format: Maghfiroh K, Widyarti S, Batoro J, Sumitro SB (2021) Ethnopharmacological study of flavonoid compounds in Magnolia champaca (L.) Baill. ex Pierre as anti-inflammatory agents by molecular docking. J Pharm Pharmacogn Res 9(5): 584–597.

© 2021 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Sea urchin peptides as multi-target inhibitor of NSCLC

J Pharm Pharmacogn Res 9(4): 484-496, 2021.

Original article

Molecular docking study of sea urchin (Arbacia lixula) peptides as multi-target inhibitor for non-small cell lung cancer (NSCLC) associated proteins

[Estudio de acoplamiento molecular de péptidos de erizo de mar (Arbacia lixula) como inhibidor de múltiples objetivos para proteínas asociadas al cáncer de pulmón de células no pequeñas (NSCLC)]

Muhammad Hermawan Widyananda1,2, Setyaki Kevin Pratama1, Rizky Senna Samoedra1, Fikriya Novita Sari1, Viol Dhea Kharisma2, Arif Nur Muhammad Ansori3, Yulanda Antonius4*

1Laboratory of Animal Physiology, Structure, and Growth, Biology Department, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Brawijaya University, Malang, Indonesia.

2Division of Molecular Biology and Genetics, Generasi Biologi Indonesia Foundation, Gresik, Indonesia.

3Doctoral Program in Veterinary Science, Faculty of Veterinary Medicine, Universitas Airlangga, Surabaya, Indonesia.

4Faculty of Biotechnology, University of Surabaya, Surabaya, Indonesia.

*E-mail: yulandaantonius@staff.ubaya.ac.id

Abstract

Context: Lung cancer is a type of cancer that causes the most deaths worldwide. The most common type of lung cancer is non-small cell lung cancer (NSCLC). Sea urchin (Arbacia lixula) has high potential as an anti-NSCLC agent.

Aims: To analyze the anticancer activity of peptides from A. lixula coelomic fluid in inhibiting the activity of NSCLC-related proteins.

Methods: Peptide modeling was performed using the PEP-FOLD3 web server. Proteins that have a crucial role in NSCLC progression were determined using KEGG pathway database. 3D protein structures such as EGFR, PI3K, BRAF V600E, and JAK3 were taken from the RCSB PDB database. Docking was performed using Autodock Vina software. Docking results analysis was carried out using Discovery Studio 2019 software.

Results: Some peptides bind to the active sites with low binding affinity. Peptide 10 binds to the active site of the EGFR with a binding affinity of -9 kcal/mol. Peptide 5 binds to the active sites of PI3K and BRAF V600E with binding affinity of -8.2 and -8.1 kcal/mol, respectively. Peptide 11 binds to the active site of JAK3 with a binding affinity of -8.1 kcal/mol. All of these peptides have lower binding affinity than ATP as the native ligand. Besides, these peptides also produce more hydrogen bonds than ATP, so they are predicted to be more stable.

Conclusions: Peptides 10, 5, and 11 have high potential as anti-NSCLC agents because they can inhibit the activity of proteins that play an essential role in the growth of NSCLC, namely EGFR, PI3K, BRAF V600E, and JAK3 through the competitive ATP inhibitor mechanism.

Keywords: Arbacia lixula; molecular docking; non-small cell lung cancer.

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Resumen

Contexto: El cáncer de pulmón es un tipo de cáncer que causa la mayoría de las muertes en todo el mundo. El tipo más común de cáncer de pulmón es el cáncer de pulmón de células no pequeñas (NSCLC). El erizo de mar (Arbacia lixula) tiene un alto potencial como agente anti-NSCLC.

Objetivos: Analizar la actividad anticancerígena de péptidos del líquido celómico de A. lixula en la inhibición de la actividad de proteínas relacionadas con NSCLC.

Métodos: El modelado de péptidos se realizó utilizando el servidor web PEP-FOLD3. Las proteínas que tienen un papel crucial en la progresión del NSCLC se determinaron utilizando la base de datos de la vía KEGG. Las estructuras de proteínas 3D como EGFR, PI3K, BRAF V600E y JAK3 se tomaron de la base de datos RCSB PDB. El acoplamiento se realizó utilizando el software Autodock Vina. El análisis de los resultados del acoplamiento se llevó a cabo utilizando el software Discovery Studio 2019.

Resultados: Algunos péptidos se unen a los sitios activos con baja afinidad de unión. El péptido 10 se une al sitio activo del EGFR con una afinidad de unión de -9 kcal/mol. El péptido 5 se une a los sitios activos de PI3K y BRAF V600E con una afinidad de unión de -8,2 y -8,1 kcal/mol, respectivamente. El péptido 11 se une al sitio activo de JAK3 con una afinidad de unión de -8,1 kcal/mol. Todos estos péptidos tienen menor afinidad de unión que el ATP como ligando nativo. Además, estos péptidos también producen más enlaces de hidrógeno que el ATP, por lo que se prevé que sean más estables.

Conclusiones: Los péptidos 10, 5 y 11 tienen un alto potencial como agentes anti-NSCLC porque pueden inhibir la actividad de proteínas que juegan un papel esencial en el crecimiento del NSCLC, a saber, EGFR, PI3K, BRAF V600E y JAK3 a través del mecanismo inhibidor de ATP competitivo.

Palabras Clave: acoplamiento molecular; Arbacia lixula; cáncer de pulmón de células no pequeñas.

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Citation Format: Widyananda MH, Pratama SK, Samoedra RS, Sari FN, Kharisma VD, Ansori ANM, Antonius Y (2021) Molecular docking study of sea urchin (Arbacia lixula) peptides as multi-target inhibitor for non-small cell lung cancer (NSCLC) associated proteins. J Pharm Pharmacogn Res 9(4): 484–496.

© 2021 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)