Designing applicable 2D materials with high efficiency for detecting gas pollutants, has become an even more obsessive quest in recent years. Based on density functional theory (DFT) calculations, we investigate that T-graphene, a novel 2D carbon allotrope, as a gas sensor. Here, we explore the sensitivity of pristine T-graphene (TG) as well as FeC4 framework embedded in T-graphene (Fe/TG) toward pnictogen hydride (PH) gases (NH3, PH3, AsH3, and SbH3). Our results show that the PHs molecules adsorption with high binding strength has a significant effect on the electronic structure of the TG and Fe/TG layers. The change of band gap energy of Fe/TG after NH3 and SbH3 adsorption is obtained between 219 and 226%. However, results show that PHs have a long recovery time at room temperature. This work suggests that the T-graphene-based layers can be used as a gas sensor to identify PHs such as NH3 and SbH3.

Malaria poses serious problems in countries located in tropical and subtropical regions worldwide. Plasmodium falciparum is responsible for approximately 90 % of malaria-related deaths worldwide. Therefore, alternative treatments are required to effectively reduce the number of malaria cases. Therefore, the objective of this study was to explore alternative malaria treatments by identifying compounds targeting P. falciparum plasmepsin X and characterizing the interactions under various temperatures. Molecular docking was used to evaluate interactions between polyphenolic compounds from Saussurea pulchella and plasmepsin X, followed by stability analyses using molecular dynamics (MD) simulations. Selected compounds were analyzed for biological activity, reactivity, and toxicity. RMSD (root mean square deviation), RMSF (root mean square fluctuation), Rg (radius of gyration), SASA (solvent-accessible surface area), and H-bonds were evaluated. Furthermore, MM-PBSA (molecular mechanics Poisson–Boltzmann surface area), PCA (principal component analysis), and DCCM (dynamic cross-correlation matrix) were use to evaluate effects of various temperatures. Pinoresinol 4-glucoside had a binding energy of 10.006 kcal/mol and was predicted to be nontoxic. MD simulations of pinoresinol 4-glucoside were conducted at different temperatures (298 K, 300 K, 305 K, 310 K, and 320 K) over a trajectory of 150 ns, revealing a strong binding energy using the MM-PBSA method. Our findings suggest that pinoresinol 4-glucoside is an alternative treatment for malaria and should be further evaluated at the laboratory and clinical levels.

Within this piece of research, DFT calculations were undertaken in order to investigate the drug-loading performance of graphyne for Purinethol. In order to evaluate the possibility of using graphyne as a carrier, the energetic, geometrical and optimized attributes of graphyne, Purinethol, and the complex of graphyne and Purinethol were investigated. We investigated three sites, namely a, b and c, in the structures of Purinethol for its interaction with graphyne. The most suitable interaction was the one in which sulfur and nitrogen atoms were involved. Purinethol had an interaction with graphyne with the adhesion-energy of −1.87 eV in the gaseous phase. The non-covalent interaction analysis was performed to explore the interaction of graphyne with Purinethol. Based on the analysis results, the interaction forces of the complex of graphyne and Purinethol were weak. The HOMO-LUMO analysis and charge-decomposition analysis were performed to describe the charge transported from Purinethol to graphyne during the formation of graphyne and Purinethol. The results demonstrated the possibility of using graphyne as a suitable carrier for Purinethol. The theoretical results obtained within this work can inspire researchers to find novel 2D nanomaterials for drug delivery purposes.

In the effort to combat SARS-CoV-2 infection, researchers are currently exploring the repurposing of conventional antiviral drugs, despite their limited efficacy. The SARS-CoV-2 virus encodes a papain-like protease (PLpro), which not only plays a crucial role in viral replication but also cleaves ubiquitin and interferon-stimulated gene 15 protein (ISG15) from host proteins, making it a prime target for the development of new antiviral medications. In this study, we conducted a multi-step in silico screening to identify novel, noncovalent PLpro inhibitors. Curcumin, an antioxidant derived from turmeric rhizomes (Curcuma longa L.), has undergone extensive preclinical investigations and shown significant efficacy against viruses and other ailments in both laboratory and animal studies. However, the pharmacological limitations of curcumin have prompted the synthesis of numerous novel curcumin analogs, necessitating evaluation for their therapeutic potential. The selectivity of the top-scoring compounds was assessed through molecular docking studies and molecular dynamics simulations to determine their binding affinity to PLpro. As a result, we identified 20 potential, selective PLpro inhibitors, from which the top two compounds (THA111 and THHGV6) were selected based on their binding free energy values towards PLpro as estimated by MM-PBSA calculations. These selected candidates demonstrate promising activity against the protein, with binding free energy values ranging from approximately −105 to −108 kJ/mol, and largely adopt a similar binding mode to known noncovalent SARS-CoV-2PLpro inhibitors (GRL0617 = −100.98 kJ/mol). We further propose these two most promising compounds for future in vitro evaluation. The findings for the top potential PLpro inhibitors have been deposited in a database (Curcumin Research Center) to aid research on anti-SARS-CoV-2 drugs.

HIV-2 infection is a unique concern with fewer cases than HIV-1, but it poses a high mortality rate due to its resistance to all HIV-1 antiretroviral treatments. This study focuses on one type of antiretroviral, reverse transcriptase (RT) inhibitors, as they play an important role in HIV-2 replication. The screening of potential HIV-2 antiretroviral candidates was carried out using compounds from elderberry (Sambucus nigra L.) flower extract. There is a lack of research on the antiviral potential of elderberry flower extracts, particularly in HIV-2; therefore, this study is important to explain the molecular mechanism underlying the potential of elderberry (Sambucus nigra L.) flower extracts to inhibit RT activity in HIV-2 through bioinformatics simulations. This study uses the in silico method, involving sample preparation in the database, drug-like molecular prediction through the server, molecular docking simulation, chemical bond interaction analysis, and three-dimensional structure visualization. Isorhamnetin has the most negative binding affinity of -9.9 kcal/mol compared to other compounds. It interacts with the HIV-2 RT domain at residues Trp4(B), Pro25(B), Asn137(B), Pro133(B), Gln23(B), Pro140(B), Leu21(B), Ile90(A), Thr131(B), Asn57(B), Arg22(B), and Glu89(A) with hydrophobic bond interactions. Hydrogen bond interactions are formed at the positions of Ser134(B), Gly141(B), and Thr88(A). Isorhamnetin from elderberry (Sambucus nigra L.) flower extract could be a potential HIV-2 antiretroviral candidate because it has the most negative binding affinity and the formation of hydrophobic hydrogen bond interactions on the RT domain.

Abstract Crimean-Congo hemorrhagic fever virus (CCHFV) is a tick-borne virus, and zoonosis, and affects large regions of Asia, Southwestern and Southeastern Europe, and Africa. CCHFV can produce symptoms, including no specific clinical symptoms, mild to severe clinical symptoms, or deadly infections. Virus isolation attempts, antigen-capture enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), and reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) are all possible diagnostic tests for CCHFV. Furthermore, an efficient, quick, and cheap technology, including biosensors, must be designed and developed to detect CCHFV. The goal of this article is to offer an overview of modern laboratory tests available as well as other innovative detection methods such as biosensors for CCHFV, as well as the benefits and limits of the assays. Furthermore, confirmed cases of CCHF are managed with symptomatic assistance and general supportive care. This study examined the various treatment modalities, as well as their respective limitations and developments, including immunotherapy and antivirals. Recent biotechnology advancements and the availability of suitable animal models have accelerated the development of CCHF vaccines by a substantial margin. We examined a range of potential vaccines for CCHF in this research, comprising nucleic acid, viral particles, inactivated, and multi-epitope vaccines, as well as the present obstacles and developments in this field. Thus, the purpose of this review is to present a comprehensive summary of the endeavors dedicated to advancing various diagnostic, therapeutic, and preventive strategies for CCHF infection in anticipation of forthcoming hazards. Graphical Abstract

An enzymatic electrochemical biosensor for urea detection was developed using the succinimide-modified aniline/n-butyl acrylate (nBA) conducting polymer. This aniline/nBA conducting polymer was synthesized by photopolymerization with the succinimide moiety incorporated during the photocuring procedure. The urease enzyme originating from Jack beans was chemically grafted on the succinimide-functionalized aniline/nBA conducting polymer, which was attached to a screen-printed carbon paste electrode (SPE). The enzymatic hydrolysis of urea by the urease electrode diminished the voltammetric biosensor response as a result of the cascaded chemical reaction between the enzymatically hydrolyzed hydroxide (OH-) ion and the K3Fe(CN)6 redox species that generating the side products (Fe(OH)3, CN- ion, and KCN), which impeded the electron transfer of the redox mediator at electrode-electrolyte interface. In view of the amount of side products produced was proportional to the urea concentration associated in the enzymatic reaction with the immobilized urease enzymes, this has allowed the proposed enzymatic biosensor to demonstrate an inverse sensitivity concept of detecting urea concentration in an ultrasensitive manner. The electron transfer rate constant (k) of the urease electrode based on aniline/nBA hybrid material at the electrode-electrolyte interface was determined at 5.374×10-5 cm s-1. The linear response range of the enzymatic urea biosensor was obtained from 1×10-10 mM to 1×10-1 mM (R2=0.9834) by differential pulse voltammetry (DPV) with a limit of detection of 4.72×10-11 mM at pH 5.0 and enzymatic hydrolysis time of 30 min. The voltammetric urea biosensor response showed good reproducibility with a promising relative standard deviation (RSD) acquired at 5.0% (n=9). The ultra-high sensitivity performance of the developed enzymatic biosensor based on aniline/nBA conducting polymer towards determination of urea concentrations at low levels has demonstrated superior performance across previously reported electrochemical urea biosensors based on various nanostructured conducting materials.

Infectious wounds on the skin surface are easily colonized by bacteria from pyogenic group that manifest as inflammation, such as