クルクミンは、ヒトカルシウムカルモジュリン依存性プロテインキナーゼIVに特異的に結合します：蛍光および分子ダイナミクスシミュレーション研究

カルシウム - カルモジュリン依存性プロテインキナーゼIV（CAMK4）は、カルシウム依存性遺伝子発現の調節に重要な役割を果たしているため、細胞シグナル伝達やニューロン生存などの細胞機能の種類に関与しています。一方、ウコンの自然に発生する黄色の生物活性成分であるクルクミンは、幅広い生物学的作用を備えており、アテローム性動脈硬化症、糖尿病、癌、炎症の治療に広く使用されています。また、抗酸化物質としても機能します。ここでは、分子ドッキング、分子動力学（MD）シミュレーション、蛍光結合、および表面プラズモン共鳴（SPR）メソッドを使用して、pH 7.4でのヒトCAMK4とのクルクミンとの相互作用を研究しました。タンパク質リガンド複合体の全体的な安定性を確認するために、かなり長い間（150 ns）、CAMK4-カルクミン複合体の中性とアニオン型の両方の型の両方のMDシミュレーションを実行しました。分子ドッキング研究により、クルクミンは、いくつかの疎水性および水素結合された相互作用を介して、CAMK4のキナーゼドメインの大きな疎水性空洞に結合することが明らかになりました。さらに、MDシミュレーションの研究は、クルクミンの結合時の水溶液中のタンパク質リガンド複合体システムの安定性とCAMK4の立体構造変化を理解することに貢献しました。495 nmでの蛍光強度の有意な増加が観察され（λexc= 425 nm）、CAMK4とのクルクミンの強い相互作用が示唆されました。CAMK4のクルクミンのクルクミンの高結合親和性（kd = 3.7×10（-8）±.03 m）は、さらにクルクミンがCAMK4の潜在的なリガンドとしてのクルクミンを示すことをさらに測定しました。この研究は、多くの生命を脅かす疾患に対する治療薬として、新しいインスピレーションを受けたクルクミン誘導体を設計する洞察を提供します。

Calcium-calmodulin-dependent protein kinase IV (CAMK4) plays significant role in the regulation of calcium-dependent gene expression, and thus, it is involved in varieties of cellular functions such as cell signaling and neuronal survival. On the other hand, curcumin, a naturally occurring yellow bioactive component of turmeric possesses wide spectrum of biological actions, and it is widely used to treat atherosclerosis, diabetes, cancer, and inflammation. It also acts as an antioxidant. Here, we studied the interaction of curcumin with human CAMK4 at pH 7.4 using molecular docking, molecular dynamics (MD) simulations, fluorescence binding, and surface plasmon resonance (SPR) methods. We performed MD simulations for both neutral and anionic forms of CAMK4-curcumin complexes for a reasonably long time (150 ns) to see the overall stability of the protein-ligand complex. Molecular docking studies revealed that the curcumin binds in the large hydrophobic cavity of kinase domain of CAMK4 through several hydrophobic and hydrogen-bonded interactions. Additionally, MD simulations studies contributed in understanding the stability of protein-ligand complex system in aqueous solution and conformational changes in the CAMK4 upon binding of curcumin. A significant increase in the fluorescence intensity at 495 nm was observed (λexc = 425 nm), suggesting a strong interaction of curcumin to the CAMK4. A high binding affinity (KD = 3.7 × 10(-8) ± .03 M) of curcumin for the CAMK4 was measured by SPR further indicating curcumin as a potential ligand for the CAMK4. This study will provide insights into designing a new inspired curcumin derivatives as therapeutic agents against many life-threatening diseases.