Thesis (M.Sc)-Cairo University, 2025.

Bibliography: pages 137-160.

Background: Thiol compounds are made up of sulfur-containing amino acids and thiohistidine derivatives. It
has generated attention for its diverse biological activities. Aim: The goal of this study is to isolate,
characterize, and detect the biological activities, molecular docking, toxicity, and histopathological
alterations of thiol compounds isolated from sea urchins. Methods: The chemical structure of thiol
compounds extracted from the eggs and sperm of sea urchins was verified using elemental analysis, infrared
spectroscopy, mass spectrometry, XRD, and NMR Spectrometer. In vitro tests include cytotoxicity (the
sulforhodamine B assay), anti-cancer assay (MCF7 breast cancer cell), antioxidant (2,2-diphenyl-1-
picrylhydrazyl assay), cell migration (human skin fibroblast (HSF)), anti-inflammatory (heat-induced
hemolysis and nitric oxide assays), and anti-microbial assay (Staphylococcus aureus (ATCC 29213),
Escherichia coli (ATCC 93111), Bacillus cereus (ATCC 33018), and Salmonella typhimurium (ATCC
14028)). In Silico studies were performed using molecular docking (Bcl-2 protein, glycogen synthase
protein, and Kelch-associated protein 1(Keap 1) and predictive ADME study. The OECD guideline 423 was
followed when conducting the toxicity investigation in vivo. Results: The chemical formulas for Ovo thiol A
and Sperm thiol are C H N O S and C H N O S. Both Ovo thiol A and Sperm thiol had IC values

7 11 3 2 6 8 3 2 50
greater than 1000 µg/mL for normal HSF cells. However, Ovo thiol A had an IC value of 15 µg/mL, and

50
Sperm thiol had an IC50 value of 25 µg/mL for cancer MCF7 cells. The Ovo thiol A showed antioxidant
and anti-inflammatory activity higher than Sperm thiol. The thiol compound has no antimicrobial and wound
healing activities. Docking results showed interactions between Ovo thiol A and Sperm thiol Bcl2, Keap 1,
and glycogen synthase kinase-3β. Computational ADME study: For Ovo thiol A, it was predicted to have
adequate human intestinal absorption, implying that these compounds might have favourable oral passive
absorption, while Sperm thiol may not have favourable oral passive absorption because gastrointestinal
absorption was low. Both Ovothiol A and sperm thiol caused non-significant changes in aminotransferases
(AST and ALT), alkaline phosphatase, total proteins, albumin, creatinine, urea, and uric acid. Also, the
histology of the liver and kidney of mice treated with thiol compounds showed normal structure. Conclusion:
Ovo thiol A and Sperm thiol are safe chemicals with biological activity such as anticancer, antioxidant, and
anti-inflammatory properties, paving the way for their usage in medical applications.

الخلفية: مركبات الثيول تتكون من الأحماض الأمينية المحتوية على الكبريت ومشتقات الثيوهيستيدين. وقد جذبت اهتمامًا بسبب أنشطتها البيولوجية المتنوعة.
الهدف: يهدف هذا البحث إلى عزل وتوصيف والكشف عن الأنشطة البيولوجية، والإرساء الجزيئي، والسمية، والتغيرات النسيجية المرضية لمركبات الثيول المعزولة من قنافذ البحر.
الطرق: تم التحقق من التركيب الكيميائي لمركبات الثيول المستخرجة من الحيوانات منوية وبيض قنافذ البحر باستخدام التحليل العنصري، مطيافية الأشعة تحت الحمراء، مطياف الكتلة، ومطياف الرنين المغناطيسي النووي. تضمنت الاختبارات في المختبر اختبار السمية الخلوية و اختبار مضاد السرطان لخلايا سرطان الثدي MCF7، مضاد الأكسدة، هجرة الخلايا ، مضاد الالتهاب، والاختبار المضاد للميكروبات . أجريت الدراسات الحاسوبية باستخدام الإرساء الجزيئي ودراسة تنبؤية ADME. تم اتباع المبادئ التوجيهية لمنظمة التعاون الاقتصادي والتنمية 423 عند إجراء تحقيق السمية في الجسم الحي.
النتائج: الصيغ الكيميائية للافوثيول -أ والاسبرم ثيول هي C7H11N3O2S و C6H8N3O2S على التوالي. أظهر كل من الافوثيول-أ والاسبرم ثيول قيم IC50 أكبر من 1000 ميكروجرام/مل لخلايا HSF الطبيعية. ومع ذلك، كان الافوثيول -أ قيمة IC50 تبلغ 15 ميكروجرام/مل، و الاسبرم ثيول قيمة IC50 تبلغ 25 ميكروجرام/مل لخلايا سرطان MCF7. أظهرالافوثيول -أ نشاطًا مضادًا للأكسدة ومضادًا للالتهابات أعلى من الاسبرم ثيول. لم تظهر مركبات الثيول نشاطًا مضادًا للميكروبات أو نشاطًا لالتئام الجروح. أظهرت نتائج الالتحام الجزيئي تفاعلات بين الافو ثيول -أ و الاسبرم ثيول مع Bcl2 و Keap 1 و glycogen synthase kinase-3β . الدراسات الحاسوبية أظهرت بالنسبة للافوثيول -أ، تم التنبؤ بوجود امتصاص معوي بشري كافٍ، مما يعني أن هذه المركبات قد يكون لها امتصاص فموي مناسب، في حين أن الاسبرم ثيول قد لا يكون له امتصاص فموي مناسب لأن الامتصاص المعدي المعوي كان منخفضًا.لم تحدث تغيرات ذات دلالة إحصائية في إنزيمات ناقلات الأمين الأسبارتات و ناقلات أمين الألانين، الفوسفاتاز القلوي، والبروتينات الكلية، والألبومين، والكرياتينين، واليوريا، وحمض اليوريك. أيضًا، أظهرت الأنسجة المرضية للكبد والكلى للفئران المعالجة بمركبات الثيول بنية طبيعية.

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.