شناسایی و معرفی مهارکننده های جدید COX-2 بر اساس الگوی ساختاری کورکومین توسط تکنیک غربالگری مجازی

خلاصه فارسی

مقدمه و هدف التهاب مکانیسم دفاعی بدن در برابر پاتوژن ها است که خود می تواند زمینه ساز بسیاری از بیماری ها باشد. آنزیم سیکلواکسیژناز 2 یکی از آنزیم های اصلی دخیل در فرآیند التهابی است و مهار آن باعث کاهش و رفع التهاب می شود. در این مطالعه در جهت رسیدن به ترکیباتی با پتانسیل اثرات ضد التهاب و محدود سازی حالت های پاتولوژیک مرتبط با آن، ترکیبات شیمیایی با اسکلت ساختاری مشابه ترکیب الگوی کورکومین (که حاوی اثرات مهاری روی آنزیم سیکلواکسیژناز 2 است) مورد بررسی قرار گرفتند. مواد و روش در پروژه حاضر تعداد 2063 ترکیب شیمیایی بر اساس شباهت ساختاری 70 درصدی به ترکیب الگوی کورکومین از پایگاه داده ای PubChem دریافت و ذخیره گردیدند. سپس مراحل و فیلتر های مختلف فرآیند غربالگری مجازی با استفاده از سرورهای Molinspiration ، SwissADME، admetSAR و PASS بر روی ترکیبات فیلتر شده اعمال گردید و در نهایت، انرژی و برهمکنشهای ترکیبات با استفاده از نرم افزار Autodock 4.2 مورد مطالعه قرار گرفت. یافته ها ترکیبات به ترتیب CID_54676038 ،CID_337736 ، CID_628942 و CID_337738 با انرژی‌های آزاد اتصال 10/49- ، 10/34- ، 9/65- و 9/40- کیلو کالری بر مول بالاترین انرژی را از بین ترکیبات منتخب نشان دادند. چهار ترکیب یاد شده با آمینواسیدهای جایگاه فعال آنزیم سیکلواکسیژناز 2 برهمکنش های هیدروژنی و هیدروفوب مهم برقرار کردند و در نتیجه ی ارزیابی برهمکنشها و بررسی نتایج داکینگ مولکولی چهار ترکیب منتخب بر روی آنزیم سیکلواکسیژناز 2 مشخص شد که احتمالاً آمینواسیدهای Gln178، Phe504، Ser339، Ile503، Ala502، Val509، Trp373، Met508 و Ala513از نظر اتصال ترکیبات به جایگاه فعال آنزیم سیکلواکسیژناز 2 حائز اهمیت باشند. بحث و نتیجه گیری در مطالعه اخیر که در جهت شناسایی و معرفی مهارکننده های جدید آنزیم سیکلواکسیژناز ۲ انجام شد، مشاهده گردید که یکسری از آمینو اسید های مهم به صورت مشترک در برقراری برهمکنش های هیدروژنی و هیدروفوب آنزیم سیکلواکسیژناز 2 با 4 ترکیب منتخب، ترکیب الگوی کورکومین و داروی سلکوکسیب نقش داشتند. همچنین در مطالعاتی که در جهت بررسی اثرات اختصاصی این ترکیبات بر روی آنزیم سیکلواکسیژناز 2 انجام گرفت، مشاهده گردید که یکی از ترکیبات منتخب اصلی تمایل بیشتری برای تشکیل کمپلکس و برقرای اتصال با آنزیم سیکلواکسیژناز 2 در مقایسه با آنزیم سیکلواکسیژناز 1 دارد.

عنوان انگليسی

Identification and introduction of COX-2 novel inhibitors based on Curcumin structure using receptor based virtual screening

خلاصه انگلیسی

Background and purpose Inflammation is the body's defense mechanism against pathogens, which can lead to many diseases. Cyclooxygenase 2 enzyme is one of the main enzymes involved in the inflammatory process and its inhibition reduces and eliminates inflammation. In this study, To Achieve compounds with the potential for anti-inflammatory effects and restriction of pathological conditions connected to inflammation , chemical compounds with a structural scaffold similar to the curcumin compound, wich showed inhibitory effects on cyclooxygenase 2, were investigated. Materials and Methods In the present project, 2063 chemical compounds based on 70% structural similarity with curcumin obtained from the PubChem database and then they was saved. Then, the various steps and filters of the virtual screening process was performed by the servers of Molinspiration, SwissADME, admetSAR and PASS. Finally, the energy and interactions of the selected compounds were investigated using Autodock 4.2 software. Results Compounds CID_54676038, CID_337736, CID_628942 and CID_337738 with free binding energies of -10.49, -10.34, -9.65 and -9.40 kcal /mol, respectively showed the highest free binding energy among all selected compounds. These four compounds formed hydrogen and hydrophobic interactions with key amino acids of cyclooxygenase 2 enzyme active site. According to molecular docking results, amino acids Gln178, Phe504, Ser339, Ile503, Ala502, Val509, Trp373, Met508 and Ala513 may be important in maintaining the stability of compounds in cyclooxygenase 2 active site. Conclusion In recent study to identify and introduce new cyclooxygenase 2 inhibitors, it was observed that a number of important amino acids establish hydrogen and hydrophobic interactions with 4 selected compounds, curcumin and Celecoxib on cyclooxygenase 2 active site. Also, in studies to investigate the specific effects of these compounds on cyclooxygenase 2, it was observed that one of the main selected compounds has a greater affinity to form a complex and bind to cyclooxygenase 2 than cyclooxygenase 1.

Document Downloads