Date of Award

4-2022

Document Type

Thesis

Degree Name

Master of Science in Molecular Biology and Biotechnology

Department

Biology

Abstract

Hemorphins, short bioactive peptides produced by the enzymatic cleavage of the hemoglobin β-chain, exhibit anti-hypertensive effects via the inhibition of the angiotensin-1 converting enzyme (ACE1), a key component of the renin-angiotensin system (RAS) that governs blood pressure regulation. ACE1 and its homolog ACE2, which is also involved in the RAS, share significant similarity in their catalytic domains. The main objective of this work was to identify and compare the molecular mechanisms that underlie the interaction of hemorphins of camels and that of other mammals with ACE1 and ACE2. In silico docking and molecular dynamics simulations were employed, and in vitro confirmatory assays were carried out. The study revealed interactions with equivalent conserved regions of the two ACE homologs and a similar pattern of interaction in relation to ACE2 inhibitors. Thus, the conserved residue-level interactions and the implications of poorly conserved regions between the two homologs could guide the discovery of selective domain specific inhibitors. This could be foundational in the treatment of related disorders in future medical interventions.

Arabic Abstract

تُظهر الهيمورفين، الببتيدات النشطة بيولوجيًا القصيرة الناتجة عن الانقسام الأنزيمي لسلسلة الهيموجلوبين تأثيرات مضادة لارتفاع ضغط الدم عن طريق تثبيط الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 1 (ACE1)، وهو مكون رئيسي لنظام الرينين أنجيوتنسين الذي يتحكم في تنظيم ضغط الدم. إن الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 1 ومماثله — ACE2 - الذي يشارك أيضًا في نظام الرينين - أنجيوتنسين يتشابهان بشكل كبير في المجالات التحفيزية. الهدف الرئيسي من هذه الأطروحة هو تحديد ومقارنة الآليات الجزيئية التي تكمن وراء تفاعل الهيمورفين في الجمال والثدييات الأخرى مع ACE1و ACE. تم استخدام عمليات المحاكاة الديناميكية الجزيئية و الالتحام في السيليكو، وتم إجراء فحوصات تأكيدية في المختبر. تكشف الدراسة عن التفاعلات مع المناطق المحفوظة المكافئة بين متماثلي الإنزيم المحول للأنجيوتنسين ونمط مماثل من التفاعل فيما يتعلق بمثبطات الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2. النظر في مثل هذه التفاعلات على مستوى المخلفات والآثار المترتبة على المناطق سيئة الحفظ بين متماثلان ACE يوفران نظرة ثاقبة لاكتشاف مثبطات انتقائية ومحددة المجال في علاج الأمراض ذات الصلة في التدخلات الطبية المستقبلية.

Download

Included in

Biology Commons

COinS