分子系統発生、構造モデリング、およびエアロモナスヒドロフィラEUS112のエアロリシンの推定阻害剤のsilicoスクリーニング

グラム陰性菌であるAeromonas Hydrophilaは、魚の病気を引き起こし、養殖産業に過度の損失をもたらします。アエロモナスは非常に不均一な細菌群であり、属の不均一性は、さまざまなアエロモナス株の毒性因子と毒素の変動と多様性に起因しています。細菌によって分泌される主要な毒素エアロシンの1つは、出血性症状および下痢を引き起こし、薬物標的として機能する可能性があります。ここでは、私たちの研究室でクローン化されたA. hydrophila株EUS112（Aheus112）のエアロイシンの特性評価、分子系統発生、および相同性モデリングについて説明します。エンコードされたエアロイシンは、23アミノ酸のN末端シグナル配列で485アミノ酸です。Aheus112のエアロイシンの系統解析により、それは毒素の多様なグループに属していることが明らかになり、他のエアロモナス株のエアロシンと続いてビブリオ毒素が最大限に類似しています。Aheus112の成熟したエアロリシンの相同性モデルは、ミュータントエアロリシン（PDB＃3G4N）の結晶構造をテンプレートとして生成しました。バイオインフォマティクスツールを使用した生成モデルの検証により、薬物設計に使用できる良質のモデルであることが確認されました。分子ドック分析により、薬物、アラリア - サポニンI、シクラミン、アルディシアックリスピンB、およびアラリアサポニンIIは、他の薬物やエアロシンの機能的に重要なアミノ酸と比較して、より高い親和性でエアロリシンに結合することが明らかになりました。したがって、これらの分子は、エアロシン細孔形成を阻害するための効果的な治療薬として作用し、エアロモナス感染の重症度を削減できます。

Aeromonas hydrophila, a Gram-negative bacterium, causes diseases in fish, resulting in excessive loss to the aquaculture industry. Aeromonas is a highly heterogeneous group of bacteria, and the heterogeneity of the genus is attributed to variation and diversity in the virulence factors and toxins among various Aeromonas strains. One of the major toxins aerolysin, secreted by the bacterium, causes hemorrhagic-septicemia and diarrhea and can serve as a drug target. Here, we describe characterization, molecular phylogeny, and homology modeling of the aerolysin of A. hydrophila strain EUS112 (AhEUS112) cloned in our lab. The encoded aerolysin is 485 amino acids long with an N-terminal signal sequence of 23 amino acids. Phylogenetic analysis of the aerolysin of AhEUS112 revealed that it belongs to a diverse group of toxins, showing maximum similarity with aerolysins of other Aeromonas strains followed by Vibrio toxin. The homology model of the mature aerolysin of AhEUS112 was generated using the crystal structure of a mutant aerolysin (PDB#3g4n) as the template, which showed that the encoded aerolysin exists as a channel protein. Validation of the generated model using bioinformatics tool confirmed it to be a good quality model that can be used for drug design. Molecular dock analysis revealed that drugs, aralia-saponin I, cyclamin, ardisiacrispin B, and aralia-saponin II bind to aerolysin with a higher affinity as compared to other drugs and at functionally important amino acids of aerolysin. Hence, these molecules can act as an effective therapeutics for inhibiting the aerolysin pore formation and curtail the severity of Aeromonas infection.Communicated by Ramaswamy H. Sarma.