Inhibition enzymatique in silico des β- lactamases par Sedum sediforme
| dc.contributor.author | LAOUAMEN , Chekrane | |
| dc.contributor.author | MANALLAH , Rahma | |
| dc.contributor.author | BOUSSOUALIM , Naouel Encadrant | |
| dc.date.accessioned | 2026-06-10T10:15:15Z | |
| dc.date.issued | 2025 | |
| dc.description | لقد أصبحت مقاومة المضادات الحيوية الآن تحدايً كبيراا للصحة العامة. تؤثر المركبات الكيميائية النباتية، وخصو ا صا تلك المستخلصة من النباتات الطبية، على آليات المقاومة التي تطورها البكتيريً. في هذا السياق، توفر المناهج الحاسوبية ) in silico ( بديلاا فعاالً للتنبؤ بألفة المركبات الطبيعية مع إنزيمات β-lactamase . تهدف هذه الدراسة إلى تحديد الجزيئات النشطة حيوايً المستخلصة من نبات Sedum sediforme باستخدام تقنية الكروماتوغرافيا السائلة عالية الأداء ) HPLC (. وقد كشفت هذه التحاليل عن وجود 17 مركباا فينولياا، وكان من أبرزها الكيرسيتين ) 36.52 )% وحمض الغاليك ) 24.11 %(. كما تضمنت المكونات المهمة الأخرى حمض الكافئيك ) 6.65 %(، الهيسبيريتين ) 6.17 %(، حمض السيرينجيك ( 5.47 %(، الكيمبفيرول ) 4.05 %( والروتين ) 3.83 .)% تم تحميل البنى الجزيئية (SDF) لهذه المركبات من قاعدة بيانات PubChem ، وتم تحسينها باستخدام برنامج Avogadro ، ثم خضعت للمحاكاة الجزيئية (molecular docking) مستهدفةا أربعة بروتينات تمثل إنزيمات β-lactamase: TEM-1 (PDB: 1NYM) ، NDM-1 (PDB: 4EXS) ، AmpC (PDB: 1C3B) و OXA-48 (PDB: 7KHQ) ، باستخدام برنامج . AMDock. كشفت النتائج عن طاقات ارتباط ملحوظة لبعض الروابط: الكيرسيتين مع -8.9 kcal/mol :TEM-1 ، الروتين مع -6.79 kcal/mol : NDM-1 ، الروتين مع AmpC : -9.3 kcal/mol ، وحمض الغاليك مع .-7.45 kcal/mol : OXA-48 تم تحليل التفاعلات باستخدام BIOVIA Discovery Studio الضوء على الروابط الهيدروجينية، والتفاعلات الكارهة للماء، والتأثيرات الفراغية التي تساهم في استقرار معقدات البروتين-الليجند. وتمت ملاحظة ارتباط كبير بين تركيز الليجند وطاقة الًرتباط مع TEM-1 (p = 0.023) و AmpC (p = 0.010) . تم توليد ملفات ADME )الًمتصاص، التوزيع، الأيض، الإطراح( لأفضل الليجندات أداءا )تلك ذات أفضل درجات docking ( باستخدام SwissADME . وقد امتثل كل من حمض الغاليك والكيرسيتين لقاعدة ليبنسكي ) Lipinski’s rule of five (، مما يشير إلى إمكانية تناولهما عن طريق الفم. في المقابل، خالف الروتين قاعدة ليبنسكي. وبتطبيق نموذج BOILED-Egg ، وُجد أن الكيرسيتين وحمض الغاليك يقعان ضمن منطقة الألبومين، مما يشير إلى قدرتهما على عبور الحاجز الدموي الدماغي ) BBB (. كشف تقييم المخاطر السمية باستخدام ProTox-3.0 أن الكيرسيتين، الروتين، وحمض الغاليك يظهرون بعض التأثيرات السمية النوعية على الأعضاء. ومع ذلك، أظهر الروتين أعلى قيمة LD₅₀ بين المركبات المختبرة، مما يشير إلى انخفاض مخاطره السمية مقارنةا بالآخرين. | |
| dc.description.abstract | Antibiotic resistance has now become a major public health challenge. Phytochemical compounds, particularly those derived from medicinal plants, influence the resistance mechanisms developed by bacteria. In this context, in silico approaches provide an effective alternative for predicting the affinity of natural compounds with β-lactamases. This study aims to identify bioactive molecules extracted from the plant Sedum sediforme using high-performance liquid chromatography (HPLC). This analysis revealed the presence of 17 phenolic compounds, with the most abundant being quercetin (36,52%) and gallic acid (24,11%). Other significant constituents included caffeic acid (6,65%), hesperetin (6,17%), syringic acid (5,47%), kaempferol (4,05%), and rutin (3,83%). The SDF structures of these molecules were downloaded from PubChem, optimized using Avogadro software, and then subjected to molecular docking targeting four representative β-lactamase proteins: TEM-1 (PDB: 1NYM), NDM-1 (PDB: 4EXS), AmpC (PDB: 1C3B), and OXA-48 (PDB: 7KHQ), using AMDock software. The results revealed notable binding affinities for certain ligand: quercetin with TEM-1: -8.9 kcal/mol, rutin with NDM-1: -6.79 kcal/mol, rutin with AmpC: -9.3 kcal/mol, gallic acid with OXA-48: -7.45 kcal/mol. Interaction analysis using BIOVIA Discovery Studio highlighted hydrogen bonds, hydrophobic interactions, and steric effects, stabilizing the protein-ligand complexes. A significant correlation was observed between ligand concentration and binding energy with TEM-1 (p = 0.023) and AmpC (p = 0.010). The ADME (Absorption, Distribution, Metabolism, Excretion) profiles of the top-performing ligands (those with the best docking scores) were generated using SwissADME. Gallic acid and quercetin comply with Lipinski’s rule of five, suggesting strong potential for oral administration. In contrast, rutin violates Lipinski’s rule. Applying the BOILED-Egg model, quercetin and gallic acid were located within the albumen zone, indicating their ability to cross the blood-brain barrier (BBB). Toxicological risk assessment using ProTox-3.0 revealed that quercetin, rutin, and gallic acid exhibit some organ-specific toxic effects. However, rutin displayed the highest LD₅₀ among the tested compounds, suggesting a lower toxic risk compared to the others. | |
| dc.description.sponsorship | La résistance aux antibiotiques constitue aujourd’hui un enjeu majeur de santé publique. les composés phytochimiques, notamment ceux issus de plantes médicinales, influencent les mécanismes de résistance développés par les bactéries. Dans ce contexte, des approches in silico offrent une alternative efficace pour prédire l’affinité des composés naturels avec les β-lactamases, Cette étude vise à identifier des molécules bioactives extraites de la plante Sedum sediforme en utilisant la chromatographie liquide haute performance (HPLC). Cette analyse a révélé la présence de 17 composés phénoliques, dont les principaux sont la quercétine (36,52 %) et l’acide gallique (24,11 %). Parmi les autres constituants significatifs figurent l’acide caféique (6,65 %), l’hespérétine (6,17 %), l’acide syringique (5,47 %), le kaempférol (4,05 %) et la rutine (3,83 %). Les structures SDF de ces molécules ont été téléchargées depuis PubChem, optimisées avec le logiciel Avogadro, puis soumises à un docking moléculaire ciblant quatre protéines représentatives des β-lactamases TEM-1 (PDB : 1NYM), NDM-1 (PDB : 4EXS), AmpC (PDB : 1C3B) et OXA-48 (PDB : 7KHQ), à l’aide du logiciel AMDock. Les résultats ont montré des affinités remarquables pour certains ligands : la quercétine avec TEM-1 : -8,9 kcal/mol, la rutine avec NDM-1 : -6,79 kcal/mol, la rutine avec AmpC : -9,3 kcal/mol, l’acide gallique avec OXA-48 : -7,45 kcal/mol. L’analyse des interactions par BIOVIA Discovery Studio a mis en évidence des liaisons hydrogène, des interactions hydrophobes et des effets stériques, stabilisant les complexes protéine-ligand. Une corrélation significative entre la concentration des ligands et leur énergie de liaison avec TEM-1 (p = 0.023) et AMPc (p = 0.010). Le profil ADME (Absorption, Distribution, Métabolisme, Excrétion) des ligands les plus performants (qui ont les meilleurs scores) a été généré avec les outils en ligne SwissADME. L’acide gallique et la quercétine respectent la règle de Lipinski. Ainsi, ces molécules pourraient être d’excellents candidats pour une administration orale. En revanche, la rutine viole la règle de Lipinski. En appliquant le modèle BOILED-Egg, la quercétine et l’acide gallique se situent dans la zone albumen ce qui indique que ces molécules peuvent traverser la barrière hémato-encéphalique (BBB). L’évaluation des risques toxicologiques par Pro-tox 3.0 a révélé que la quercétine, la rutine et l’acide gallique présentent certains effets toxiques sur des organes spécifiques. Cependant, la rutine affiche la DL₅₀ la plus élevée parmi les composés testés, suggérant un risque toxique plus faible que les autres. | |
| dc.identifier.issn | MA-CD356/MS-2211 | |
| dc.identifier.uri | https://repository.univ-setif.dz/handle/123456789/852 | |
| dc.language.iso | fr | |
| dc.publisher | Université Sétif 1 Ferhat Abbas . Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie | |
| dc.subject | Docking moléculaire | |
| dc.title | Inhibition enzymatique in silico des β- lactamases par Sedum sediforme | |
| dc.type | Thesis |