Publicado

2023-12-12

Evaluación y detección bioinformática de terpenoides con potencial inhibitorio de la proteína viral 1 (VP1) del virus de la bursitis infecciosa

Evaluation and bioinformatic detection of terpenoids with inhibitory potential of viral protein 1 (VP1) of infectious bursitis virus

DOI:

https://doi.org/10.15446/rfmvz.v70n3.106011

Palabras clave:

Bursitis, ARN polimerasa, terpenos, Gumboro (es)
bursitis, RNA polymerase, terpenes, Gumboro (en)

Descargas

Autores/as

El virus de la bursitis infecciosa (IBDV) es el agente causal de la enfermedad de la bursa, la cual afecta principalmente a poblaciones avícolas jóvenes y genera un impacto económico negativo en la producción. La proteína vira 1 (VP1) es una enzima con funciones clave para la replicación del genoma viral, por lo que puede ser considerada blanco para la búsqueda de compuestos con posibles actividades inhibitorias. El objetivo de esta investigación fue evaluar terpenoides con potencial inhibitorio de la proteína VP1 del IBDV mediante herramientas de aproximaciones bioinformáticas. Se seleccionó un total de 52 terpenoides, cuyas propiedades farmacológicas, farmacocinéticas y tóxicas (ADME-Tox) se evaluaron. Las moléculas sin actividades tóxicas y con aptitudes farmacocinéticas fueron sometidas a pruebas exhaustivas de acoplamiento molecular con el sitio catalítico de la VP1 mediante el uso del algoritmo genético y de Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno junto con el método de optimización local de gradientes. Los datos obtenidos revelaron que la Giberelina A1 presenta valores de energía libre de unión significativamente (P < 0,05) favorables (ΔG=-7,28±0,06 kcal/mol; Kdcalc= 8,62±0,99 μM) en comparación con los sustratos rCTP y rGTP. El complejo Giberelina A1-VP1 presenta puentes de hidrógeno con los residuos Arg335 y Asp402, los cuales cumplen roles importantes en la actividad catalítica en la replicación viral. Estos hallazgos sugieren que el terpenoide Giberelina A1 puede ser considerado como compuesto candidato para estudios in vitro de inhibición de funciones de la VP1 e in vivo de actividades antivirales contra el virus de la bursitis infecciosa.

Infectious bursitis virus (IBDV) is the infectious agent of bursal disease, which mainly affects young poultry populations, generating a negative economic impact on productions. The viral protein 1 (VP1) is an enzyme with important functions for the replication of the viral genome, so it could be considered as a target for searching compounds with possible inhibitory activities. The aim of this research was to evaluate terpenoids with inhibitory potential of the VP1 protein of IBDV using computational approximations tools. A total of 52 terpenoids were selected and evaluated for their pharmacological, pharmacokinetic and toxic properties (ADME-Tox). Molecules without toxic activities and with pharmacokinetic competences were subjected to extensive molecular docking tests with the catalytic site of VP1 using the genetic and Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno algorithms with a local gradient optimization method. Data obtained revealed that Gibberellin A1 exhibits significantly (P < 0.05) favorable binding free energy values (ΔG=-7.28±0.06 kcal/mol; Kdcalc= 8.62±0.99 μM) compared to rCTP and rGTP substrates. The Gibberellin A1-VP1 complex exhibits hydrogen bonds with residues Arg335 and Asp402, which play important roles in catalytic activity in viral replication. These findings suggest that the terpenoid Gibberellin A1 could be considered as a candidate compound for in vitro studies of inhibition of VP1 functions and in vivo antiviral activities against infectious bursitis virus.

Referencias

Ahmad W, Ejaz S, Anwar K, Ashraf M. 2014. Exploration of the in vitro cytotoxic and antiviral activities of different medicinal plants against infectious bursal disease (IBD) virus. Open Life Sciences. 9(5):531–542. https://doi.org/10.2478/s11535-013-0276-8 DOI: https://doi.org/10.2478/s11535-013-0276-8

Amal Gaber SF, Ibrahim N, Yaakob WA. 2014. Phytochemical screening and antiviral activity of Marrubium vulgare. Malaysian Journal of Microbiology. 10(2):106-111. http://dx.doi.org/10.21161/mjm.58013 DOI: https://doi.org/10.21161/mjm.58013

Angeh JE, Huang X, Swan GE, Möllman U, Sattler I, Eloff JN. 2006. Novel antibacterial triterpenoid from Combretum padoides [Combretaceae]. Zhdankin VV, editor. Arkivoc. 2007(9):113-120. https://doi.org/10.3998/ark.5550190.0008.913 DOI: https://doi.org/10.3998/ark.5550190.0008.913

Anyanwu AA, Jimam NS, Omale S, Wannang NN. 2017. Antiviral activities of Cucumis metuliferus fruits alkaloids on Infectious Bursal Disease Virus (IBDV). J Phytopharmacol. 6(2):98-101. https://doi.org/10.31254/phyto.2017.6206 DOI: https://doi.org/10.31254/phyto.2017.6206

Berg TPVD. 2000. Acute infectious bursal disease in poultry: A review. Avian Pathology. 29(3):175-194. https://doi.org/10.1080/03079450050045431 DOI: https://doi.org/10.1080/03079450050045431

Brito S, Crescente O, Fernández A, Coronado A, Rodríguez N. 2006. Eficacia de un ácido kaurénico extraído de la planta venezolana Wedelia trilobata (Asterácea) contra Leishmania (Viannia) braziliensis. Biomedica. 26:180-187. Disponible en: http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0120-41572006000500019 DOI: https://doi.org/10.7705/biomedica.v26i1.1511

Choudhury A, Das NC, Patra R, Bhattacharya M, Ghosh P, Patra BC, Mukherjee S. 2021. Exploring the binding efficacy of ivermectin against the key proteins of SARS-CoV-2 pathogenesis: an in silico approach. Future Virology. 16(4):277-291. https://doi.org/10.2217/fvl-2020-0342 DOI: https://doi.org/10.2217/fvl-2020-0342

Chukwuma OJT, Joseph AO, Dike N. 2017. In vitro antiviral activities of Aframomum melegueta leaf extracts on Newcastle Disease Virus (NDV), Fowl Pox Virus (FPV) and Infectious Bursal Disease Virus (IBDV). IDOSR Journal of Science and Technology. 2(2): 33-45. Disponible en: https://www.idosr.org/wp-content/uploads/2017/12/IDOSR-JST-22-33-45-2017-ON-1.pdf

Daina A, Michielin O, Zoete V. 2014. iLOGP: A Simple, robust, and efficient description of n-octanol/water partition coefficient for drug design using the GB/SA approach. J Chem Inf Model. 54(12):3284-3301. https://doi.org/10.1021/ci500467k DOI: https://doi.org/10.1021/ci500467k

Daina A, Michielin O, Zoete V. 2017. SwissADME: a free web tool to evaluate pharmacokinetics, drug-likeness and medicinal chemistry friendliness of small molecules. Sci Rep. 7(1):42717. https://doi.org/10.1038/srep42717 DOI: https://doi.org/10.1038/srep42717

Daina A, Zoete V. 2016. A boiled-egg to predict gastrointestinal absorption and brain penetration of small molecules. ChemMedChem. 11(11):1117-1121. https://doi.org/10.1002/cmdc.201600182 DOI: https://doi.org/10.1002/cmdc.201600182

Drwal MN, Banerjee P, Dunkel M, Wettig MR, Preissner R. 2014. ProTox: a web server for the in silico prediction of rodent oral toxicity. Nucleic Acids Research. 42(W1):W53-W58. https://doi.org/10.1093/nar/gku401 DOI: https://doi.org/10.1093/nar/gku401

Fricker PC, Gastreich M, Rarey M. 2004. Automated Drawing of Structural Molecular Formulas under Constraints. J Chem Inf Comput Sci. 44(3):1065-1078. https://doi.org/10.1021/ci049958u DOI: https://doi.org/10.1021/ci049958u

Ganesan A. 2008. The impact of natural products upon modern drug discovery. Current Opinion in Chemical Biology. 12(3):306-317. https://doi.org/10.1016/j.cbpa.2008.03.016 DOI: https://doi.org/10.1016/j.cbpa.2008.03.016

Garriga D, Navarro A, Querol–Audí J, Abaitua F, Rodríguez JF, Verdaguer N. 2007. Activation mechanism of a noncanonical RNA-dependent RNA polymerase. Proceedings of the National Academy of Sciences. 104(51):20540-20545. https://doi.org/10.1073/pnas.0704447104 DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.0704447104

Gayozo E, Rojas L, Castro L. 2022. Acoplamiento molecular entre la proteína viral 1 del virus de la enfermedad infecciosa bursal y fitoconstituyentes de Withania somnifera (L.) Dunal: Un enfoque computacional. Revista de Investigaciones Veterinarias del Perú. 33(5):e22022-e22022. https://doi.org/10.15381/rivep.v33i5.22022 DOI: https://doi.org/10.15381/rivep.v33i5.22022

Ghisalberti EL. 1997. The biological activity of naturally occurring kaurane diterpenes. Fitoterapia, 68(4), 303-325. Disponible en: https://api.semanticscholar.org/CorpusID:88747041

Hammer O, Harper DAT, Ryan PD. 2001. PAST: Paleontological Statistics Software Package for Education and Data Analysis 4(1):1-9. Disponible en: http://palaeo-electronica.org/2001_1/past/issue1_01.htm

Hanwell MD, Curtis DE, Lonie DC, Vandermeersch T, Zurek E, Hutchison GR. 2012. Avogadro: an advanced semantic chemical editor, visualization, and analysis platform. Journal of Cheminformatics. 4(1):17. https://doi.org/10.1186/1758-2946-4-17 DOI: https://doi.org/10.1186/1758-2946-4-17

Jumaa RS, Abdulmajeed DI, Karim AJ. 2021. Evaluation of secondary metabolites of herbal plant extracts as an antiviral effect on infectious bursal disease virus isolates in embryonated chicken eggs. Vet World. 14(11):2971-2978. https://doi.org/10.14202/vetworld.2021.2971-2978 DOI: https://doi.org/10.14202/vetworld.2021.2971-2978

Lipinski CA. 2004. Lead and drug-like compounds: the rule-of-five revolution. Drug Discovery Today: Technologies. 1(4):337-341. https://doi.org/10.1016/j.ddtec.2004.11.007 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ddtec.2004.11.007

Ludwiczuk A, Skalicka-Woźniak K, Georgiev MI. 2017. Chapter 11. Terpenoids. En: Badal S, Delgoda R, editores. Pharmacognosy. Boston: Academic Press. p. 233–266. Disponible en: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780128021040000111 DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-802104-0.00011-1

Nosrati M, Behbahani M. 2015. Molecular docking study of HIV-1 protease with triterpenoides compounds from plants and mushroom. Arak Uni Med Sci J. 18(3): 67-79. Disponible en: http://jams.arakmu.ac.ir/article-1-3723-en.html

Pant M, Ambwani T, Umapathi V. 2012. Antiviral activity of ashwagandha extract on infectious bursal disease virus replication. Indian Journal of Science and Technology. 5(5): 2750-2751. https://doi.org/10.17485/ijst/2012/v5i5.20 DOI: https://doi.org/10.17485/ijst/2012/v5i5.20

Pérez JR, Ramos CS, Gamboa AV, Cabarcos NP, Murgas GF. 2009. Uso de microdosis de aloe vera L. en el asma bronquial. Medicina Naturista. 3(2):66-71.

Pettersen EF, Goddard TD, Huang CC, Couch GS, Greenblatt DM, Meng EC, Ferrin TE. 2004. UCSF Chimera. A visualization system for exploratory research and analysis. Journal of Computational Chemistry. 25(13):1605-1612. https://doi.org/10.1002/jcc.20084 DOI: https://doi.org/10.1002/jcc.20084

Poroikov VV. 2020. Computer-aided drug design: from discovery of novel pharmaceutical agents to systems pharmacology. Biochem Moscow Suppl Ser B. 14(3):216-227. https://doi.org/10.1134/S1990750820030117 DOI: https://doi.org/10.1134/S1990750820030117

Saboon, Chaudhari SK, Arshad S, Amjad MS, Akhtar MS. 2019. Natural Compounds Extracted from Medicinal Plants and Their Applications. En: Akhtar MS, Swamy MK, Sinniah UR, editores. Natural Bio-active Compounds. Volume 1. Production and Applications. Singapore: Springer. p. 193–207. https://doi.org/10.1007/978-981-13-7154-7_7 DOI: https://doi.org/10.1007/978-981-13-7154-7_7

Sharma JM, Kim IJ, Rautenschlein S, Yeh HY. 2000. Infectious bursal disease virus of chickens: pathogenesis and immunosuppression. Developmental & Comparative Immunology. 24(2):223-235. https://doi.org/10.1016/S0145-305X(99)00074-9 DOI: https://doi.org/10.1016/S0145-305X(99)00074-9

Stierand K, Maaß PC, Rarey M. 2006. Molecular complexes at a glance: automated generation of two-dimensional complex diagrams. Bioinformatics. 22(14):1710-1716. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btl150 DOI: https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btl150

Sun Y, Song M, Niu L, Bai X, Sun N, Zhao X, Jiang J, He J, Li H. 2013. Antiviral effects of the constituents derived from Chinese herb medicines on infectious bursal disease virus. Pharmaceutical Biology. 51(9):1137-1143. https://doi.org/10.3109/13880209.2013.781197 DOI: https://doi.org/10.3109/13880209.2013.781197

Trott O, Olson AJ. 2010. AutoDock Vina: Improving the speed and accuracy of docking with a new scoring function, efficient optimization, and multithreading. Journal of Computational Chemistry. 31(2):455-461. https://doi.org/10.1002/jcc.21334 DOI: https://doi.org/10.1002/jcc.21334

Volkamer A, Griewel A, Grombacher T, Rarey M. 2010. Analyzing the topology of active sites: on the prediction of pockets and subpockets. J Chem Inf Model. 50(11):2041-2052. https://doi.org/10.1021/ci100241y DOI: https://doi.org/10.1021/ci100241y

Volkamer A, Kuhn D, Grombacher T, Rippmann F, Rarey M. 2012. Combining Global and Local Measures for Structure-Based Druggability Predictions. J Chem Inf Model. 52(2):360-372. https://doi.org/10.1021/ci200454v DOI: https://doi.org/10.1021/ci200454v

Yang JL, Ha TKQ, Dhodary B, Pyo E, Nguyen NH, Cho H, Kim E, Oh WK. 2015. Oleanane Triterpenes from the Flowers of Camellia japonica Inhibit Porcine Epidemic Diarrhea Virus (PEDV) Replication. J Med Chem. 58(3):1268-1280. https://doi.org/10.1021/jm501567f DOI: https://doi.org/10.1021/jm501567f

Yang W, Chen X, Li Y, Guo S, Wang Z, Yu X. 2020. Advances in Pharmacological Activities of Terpenoids. Natural Product Communications. 15(3):1-13. https://doi.org/10.1177/1934578X20903555 DOI: https://doi.org/10.1177/1934578X20903555

Cómo citar

APA

Gayozo, E. y Arce, C. D. J. (2023). Evaluación y detección bioinformática de terpenoides con potencial inhibitorio de la proteína viral 1 (VP1) del virus de la bursitis infecciosa. Revista de la Facultad de Medicina Veterinaria y de Zootecnia, 70(3), e106011. https://doi.org/10.15446/rfmvz.v70n3.106011

ACM

[1]
Gayozo, E. y Arce, C.D.J. 2023. Evaluación y detección bioinformática de terpenoides con potencial inhibitorio de la proteína viral 1 (VP1) del virus de la bursitis infecciosa. Revista de la Facultad de Medicina Veterinaria y de Zootecnia. 70, 3 (dic. 2023), e106011. DOI:https://doi.org/10.15446/rfmvz.v70n3.106011.

ACS

(1)
Gayozo, E.; Arce, C. D. J. Evaluación y detección bioinformática de terpenoides con potencial inhibitorio de la proteína viral 1 (VP1) del virus de la bursitis infecciosa. Rev. Med. Vet. Zoot. 2023, 70, e106011.

ABNT

GAYOZO, E.; ARCE, C. D. J. Evaluación y detección bioinformática de terpenoides con potencial inhibitorio de la proteína viral 1 (VP1) del virus de la bursitis infecciosa. Revista de la Facultad de Medicina Veterinaria y de Zootecnia, [S. l.], v. 70, n. 3, p. e106011, 2023. DOI: 10.15446/rfmvz.v70n3.106011. Disponível em: https://revistas.unal.edu.co/index.php/remevez/article/view/106011. Acesso em: 11 ago. 2024.

Chicago

Gayozo, E., y C. D. J. Arce. 2023. «Evaluación y detección bioinformática de terpenoides con potencial inhibitorio de la proteína viral 1 (VP1) del virus de la bursitis infecciosa». Revista De La Facultad De Medicina Veterinaria Y De Zootecnia 70 (3):e106011. https://doi.org/10.15446/rfmvz.v70n3.106011.

Harvard

Gayozo, E. y Arce, C. D. J. (2023) «Evaluación y detección bioinformática de terpenoides con potencial inhibitorio de la proteína viral 1 (VP1) del virus de la bursitis infecciosa», Revista de la Facultad de Medicina Veterinaria y de Zootecnia, 70(3), p. e106011. doi: 10.15446/rfmvz.v70n3.106011.

IEEE

[1]
E. Gayozo y C. D. J. Arce, «Evaluación y detección bioinformática de terpenoides con potencial inhibitorio de la proteína viral 1 (VP1) del virus de la bursitis infecciosa», Rev. Med. Vet. Zoot., vol. 70, n.º 3, p. e106011, dic. 2023.

MLA

Gayozo, E., y C. D. J. Arce. «Evaluación y detección bioinformática de terpenoides con potencial inhibitorio de la proteína viral 1 (VP1) del virus de la bursitis infecciosa». Revista de la Facultad de Medicina Veterinaria y de Zootecnia, vol. 70, n.º 3, diciembre de 2023, p. e106011, doi:10.15446/rfmvz.v70n3.106011.

Turabian

Gayozo, E., y C. D. J. Arce. «Evaluación y detección bioinformática de terpenoides con potencial inhibitorio de la proteína viral 1 (VP1) del virus de la bursitis infecciosa». Revista de la Facultad de Medicina Veterinaria y de Zootecnia 70, no. 3 (diciembre 12, 2023): e106011. Accedido agosto 11, 2024. https://revistas.unal.edu.co/index.php/remevez/article/view/106011.

Vancouver

1.
Gayozo E, Arce CDJ. Evaluación y detección bioinformática de terpenoides con potencial inhibitorio de la proteína viral 1 (VP1) del virus de la bursitis infecciosa. Rev. Med. Vet. Zoot. [Internet]. 12 de diciembre de 2023 [citado 11 de agosto de 2024];70(3):e106011. Disponible en: https://revistas.unal.edu.co/index.php/remevez/article/view/106011

Descargar cita

CrossRef Cited-by

CrossRef citations0

Dimensions

PlumX

Visitas a la página del resumen del artículo

272

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.