Воспаление - это защитный ответ на стимулы, вызывающие повреждение тканей, и активирует макрофаги, которые вырабатывают такие медиаторы воспаления, как оксид азота, простагландины и цитокины. Таким образом, ингибирование медиаторов воспаления играет важную роль в лечении воспаления.
Морские бурые макроводоросли распространены по всему миру, от умеренных до тропических регионов, включая Таиландский залив и Андаманское море. Род Sargassum содержит виды с сильнодействующими противовоспалительными соединениями. Природные соединения, препятствующие выработке медиаторов воспаления, обычно менее токсичны. Хотя противовоспалительное действие фукоксантина и саргахроменола было показано, дополнительные исследования на молекулярном уровне могли бы улучшить восприятие.
Биологические сети представляют собой взаимодействие взаимодействий и форм процессов внутри клетки, которые позволяют изучать сложные клеточные процессы, возникающие в результате взаимодействия и поведения биомолекул. Сети PPI играют ключевую роль в надлежащем функционировании основных биохимических механизмов в клетках, которые включают транскрипцию, трансляцию, клеточную адгезию, связь, синтез и деградацию белка, контроль клеточного цикла и клеточных сигнальных путей. Исследования биохимического механизма на основе PPI противовоспалительного процесса могут проводиться с использованием данных о взаимодействии активных соединений и белков.
Материалы и методы
Белки-мишени активных соединений
Активные соединения из бурых макроводорослей для идентификации белков-мишеней были обнаружены из литературы, связанной с противовоспалительным действием. Были выбраны фукоксантин и саргахроменол. Целевая информация об этих двух активных соединениях была получена из ChEMBL и STITCH. ChEMBL - это курируемая вручную база данных, содержащая информацию о связывании, функциональности и ADMET для широкого спектра лекарственных биологически активных соединений. Эти данные регулярно извлекаются вручную из первичной опубликованной литературы, а затем подвергаются дальнейшей обработке и стандартизации. STITCH - это онлайновая база данных по взаимодействию химических веществ и белков, которая в максимально возможной степени объединяет общедоступные знания об экспериментальной и курируемой вручную информации об ассоциациях. Поиск этих белков-мишеней двух отобранных морских биологически активных соединений проводился только в Homo sapiens. Их символ белка и последовательности аминокислот хранят данные, которые использовались для получения информации о PPI белках-мишенях.
Поиск информации о взаимодействии белка и белка-мишени для белка-мишени
Информация о PPI последовательности аминокислот каждого целевого белка, содержащегося в фукоксантине и саргахроменоле, получена из онлайновой базы данных STRING 10.0. База данных STRING предназначена для сбора и интеграции информации путем сбора известных и прогнозируемых данных по СИЗ для большого числа организмов. Отобранным организмом в данном исследовании был Homo sapiens. Для построения сети ИЦП с использованием открытого программного обеспечения Cytoscape была отобрана информация по всем белкам-мишеням биоактивных соединений, таким как фукоксантин и саргахроменол, с уровнем достоверности выше 0,7. Cytoscape обеспечивает базовую функциональность для визуальной интеграции сети с любым типом атрибутов данных, а также для компоновки и запроса сети.
Поиск белков воспаления
Три онлайновые базы данных генов/белковых заболеваний DisGeNET, OMIM и UniProt были использованы для поиска воспалительных белков. В качестве ключевого слова использовался термин "воспаление", а в качестве организма был выбран Homo sapiens. Воспалительные белки были определены как белки, которые могут быть найдены в двух из трех баз данных, связанных с "воспалением".
Результаты и обсуждение
Сети PPI фукоксантина и саргахроменола были построены из белков-мишеней и использованы для описания их противовоспалительной активности на молекулярном уровне. Целевые белки обоих биоактивных соединений были получены из двух онлайн-баз данных ChEMBL и STITCH. Белки-мишени фукоксантина и саргахроменола содержат соответственно 23 и 7 белка и использовались для поиска информации о PPI в онлайновой базе данных STRING. Воспалительные белки - это белки, связанные с "воспалением" в двух из трех онлайн-баз данных DisGeNET OMIM и UniProt. Всего для идентификации белков-мишеней было обнаружено и применено 392 белка воспаления. В белках-мишенях фукоксантина, состоящих из NFE2L2, ADRB2, TP53, VDR, HMOX1 и PPARG, обнаружено шесть белков воспаления. В белках-мишенях саргахроменола, состоящих из NR3C1 и NR1H4, обнаружены два белка воспаления. Информация о PPI всех белках-мишенях фукоксантина и саргахроменола была интегрирована, визуализирована и проанализирована с помощью Cytoscape. Дублированные взаимодействия PPI сетей были удалены с помощью усовершенствованных модулей слияния сетей в Cytoscape. Построенная PPI сеть фукоксантина содержала 217 узлов с 18 воспалительными белками и 725 взаимодействиями.