生物活性植物装置からのカルシウム/カルモジュリン依存性プロテインキナーゼIVの潜在的な阻害剤の同定

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（CAMKIV）は、さまざまな転写因子を活性化するCAMKK-CAMKIVシグナル伝達カスケードの上流の調節因子であり、それにより、ニューロンコミュニケーションや免疫応答を含むいくつかの細胞活性を調節します。癌および神経変性疾患における異常な発現により、CAMKIVは潜在的な薬物標的と見なされています。本研究では、植物由来の天然化合物の結合親和性をチェックしました。つまり、ケルセチン、エラギン酸（EA）、シンバスタチン、カプサイシン、ウルソール酸、DL-α-トコフェロール酢酸、およびリモニンをカンキブに向けて確認しました。分子ドッキングおよび蛍光結合研究により、EAとケルセチンは他の化合物と比較してかなりの親和性でCAMKIVに結合することが示されました。酵素阻害アッセイでは、EAとケルセチンの両方が、Micromolar範囲のIC50値でCAMKIV活性を阻害することが明らかになりました。相互作用のモード、阻害メカニズム、およびCAMKIVリガンド複合体の安定性に関する原子論的洞察を得るために、100 NS MDシミュレーション分析を実行しました。EAとケルセチンの両方が、酵素活性を阻害すると思われる十分な安定化相互作用を形成するCAMKIVの活性部位ポケットの触媒的に重要な残基に結合します。さらに、EAとケルセチンの結合時にCAMKIVの有意な構造変化は観察されませんでした。結論として、この研究は、in vivo検証後の癌および神経変性疾患に影響を与えるCAMKIVを標的とする治療分子の発生における植物界面植物の適用を示しています。

Calcium/calmodulin-dependent protein kinase IV (CaMKIV) is an upstream regulator of CaMKK-CaMKIV signaling cascade that activates various transcription factors, thereby regulating several cellular activities including, neuronal communication and immune response. Owing to the abnormal expression in cancer and neurodegenerative diseases, the CaMKIV has been considered a potential drug target. In the present study, we checked the binding affinity of plant-derived natural compounds viz., quercetin, ellagic acid (EA), simvastatin, capsaicin, ursolic acid, DL-α-tocopherol acetate, and limonin towards CaMKIV. Molecular docking and fluorescence binding studies showed that EA and quercetin bind to the CaMKIV with a considerable affinity in comparison to other compounds. Enzyme inhibition assay revealed that both EA and quercetin inhibit CaMKIV activity with their IC50 values in the micromolar range. To get atomistic insights into the mode of interactions, inhibition mechanism, and the stability of the CaMKIV-ligand complex, a 100 ns MD simulation analysis was performed. Both EA and quercetin bind to the catalytically important residues of active site pocket of CaMKIV forming enough stabilizing interactions presumably inhibiting enzyme activity. Moreover, no significant structural change in the CaMKIV was observed upon binding of EA and quercetin. In conclusion, this study illustrates the application of phytoconstituents in the development of therapeutic molecules targeting CaMKIV having implications in cancer and neurodegenerative diseases after in vivo validation.