بخشی از مقاله
چکیده
پروستاگلاندینها واسطههای قوی التهابی هستند، توسط آنزیم سیکلواکسیژناز - COX - از اسید آرشیدونیک سنتز میشوند. COX در دو ایزوفرم نوع 1 و COX-1 - 2 و - COX-2 دسته بندی میشود که هر دو هدفهایی برای درمان بوسیله داروهای مسکن غیراستروئیدی غیرانتخابی - nsNSAID - هستند. با این حال COX-2 میتواند توسط برخی مهارکنندههای انتخابی مهار شود. این ایزوفرم همچنین در التهاب، درد و تب دارای نقش پررنگتری در مقای سه با نوع دیگر ا ست. جالب ا ست که مهارکنندههای انتخابی-COX 2 برخی عوارض جانبی مانند زخم معده و خونریزی معده که مربوط به تجویز مهارکنندههای COX-1 هستند را از خود نشان نمیدهند.
از این رو تمرکز بی شتری روی مهارکنندههای COX-2 به عنوان آنزیم مهم درگیر در مسیر التهاب صورت گرفته است. هدف این تحقیق، شناسایی ترکیبات طبیعی موثر بر روی این آنزیم به عنوان کاندید قوی برای توسعه داروهای nsNSAID است. بدین منظور تکنیک غربالگری مجازی با کارایی بالا بر روی کتابخانه ترکیبات حا صل از بانک اطلاعاتی 229358 - UNPD ترکیب - با من شا طبیعی، ا ستفاده شده است.
ابتدا آمادهسازی کتابخانه لیگاندها توسط نرم افزار BIOVIA Discovery Studio 2017 انجام شده است. در طی آمادهسازی، برخی ویژگیهای فیزیکی-شیمیایی ترکیبات شامل وضعیت والانس، بار، تاتومرها و شکل سه بعدی آنها تصحیح یا تولید شده است. کتابخانه نهایی با فیلتر کردن کتابخانه اولیه بر اساس توصیفگرهای ADMET و قاعده 5 تایی لیپینسکی ایجاد شده است. این کتابخانه شامل بیش از 9300 لیگاند است.
سپس رسپتور - 5IKT - با حذف مولکولهای آب، بهینهسازی ساختار و به حداقل رساندن انرژی با استفاده از نرم افزار Schrodinger2017-1 آماده شده است. به منظور انجام غربالگری مجازی، گری د داکینگ در اطراف جایگاه فعال آنزیم بوسیله ماژولGlide نرم افزار Schrodinger2017-1 تهیه شده است. محدودیتهای پیوند هیدروژنی بر روی رزیدوهای کلیدی داخل گرید بکار برده شده است. غربالگری مجازی در سه سطح دقت - HTVS>SP>XP - انجام شده است.
10 در صد بالای لیگاندها که بالاترین امتیاز را در مرحله XP دا شتند با ا ستفاده از روش Rank by Rank با ا ستفاده از نرم افزارهای مختلف ICM-PRO و MOE دوباره امتیازبندی شدند. طبقه بندی لیگاندها با توجه به میانگین امتیاز محاسبه شده آنها با دو نرم افزار ذکر شده صورت گرفته است. سرانجام، سه لیگاند با امتیاز بالا به عنوان کاندیدهای قوی برای بررسیهای بیشتر انتخاب شدند.
ترکیبات به ترتیب دارای امتیاز اتصال داکینگ -24/394، -22/743 و -22/246 بودند. آنها دارای برهمکنش های پیوند هیدروژنی با رزیدوهای کلیدی tyr385 و ser530 هستند. انرژی آزاد اتصال آنها با اسید تولفنامیک به عنوان مهار کنندهی تجاری COX-2، نشان میدهد که آنها با ترکیب مرجع قابل مقای سه ه ستند. بنابراین، انتظار یک عملکرد م شابه داریم. با این حال، قطعا نیازمند آزمای شات بی شتر In-vitro است.
-1 مقدمه
التهاب مکانیسم طبیعی دفاعی بدن برای مقابله با عفونت و آسیب بافتی است. با این حال، التهاب های پیوسته کنترل نشده مسئول بیماری های مختلفی مانند آسم مزمن، روماتوئید و آرتروز، اسکلروز چندگانه - MS - ، بیماریهای التهابی روده و پسوریازیس، نفروپاتی دیابتی، شروع تومور، و تومور بدخیم است. درد به عنوان شایع ترین علامت التهابی، سالیانه هزینه های زیادی را در زمینه مراقبت های بهداشتی شامل می شود .[1]
داروهای ضد التهابی غیر استروئیدی - nonsteroidal anti-inflammatory drugs - یا NSAIDs در سراسر جهان برای درمان درد و التهاب استفاده می شوند. این داروها، فعالیت ضدالتهابی خود را با مهار آنزیم های سیکلواکسیژناز - cyclooxygenase - یا COX اعمال می کنند. در مسیر آنزیمی التهاب - شکل - 1، پیوند فسفولیپید آرشیدونات توسط فسفولیپیداز سیتوسولیک A2 جدا شده و سپس توسط آنزیم COX به ترتیب با تولید 2 مول اکسیژن تغییر شکل می یابد.
نتیجه این تغییر شکل تولید -15 هیدروپروکسید پروستاگلاندین - PGG2 - است که به شکل کاهش یافته خود یعنی هیدروکسی پروستاگلاندین - PGH2 - تبدیل شده و موجی از آنزیم ها منجر به واسطه های التهابی مختلفی مانند پروستاگلاندین ها می شوند .[2] با توجه به این مسیر و مهار عملکرد COX می توان مانع تولید واسطه های التهابی خصوصا پروستاگلاندین ها شد.
سیکلواکسیژناز دست کم در دو شکل وجود دارد: سیکلواکسیژناز نوع - COX-1 - 1 که یک ژن بیان شده ضروری است در حالیکه سیکلواکسیژناز نوع - COX-2 - 2 عمدتا ناشی از محرک های مختلف التهابی می باشد. به هرحال هردوی این ایزوآنزیم ها از مخاط معده محافظت می کنند و استفاده از NSAID برای مهار هرکدام از آن ها می تواند موجب آسیب به معده شود .[3]
COX-1 و COX-2 نقش های مهمی در محدوده وسیعی از پاسخ های فیزیولوژیکی و آسیب شناسی فیزیولوژیکی بازی کرده و تارگتهای مولکولی برای NSAIDs و مهارکننده های انتخابی COX-2 هستند. دو ایزوفرم COX تقریبا دارای 60 درصد تشابه در توالی اسیدآمینه و تطابق در ساختار 3 بعدی هستند. اگرچه جایگاه فعال آن ها تقریبا 85 درصد تطابق توالی نشان می دهد، اما اختلاف ساختاری ظریف موجود بین این جایگاهها، طراحی مهارکننده های انتخابی برای هر دوی این ایزوفرم ها را ممکن میسازد. هر کدام از ایزوفرم ها دارای دو زیرواحد است. یکی از این زیرواحدها حاوی گروه پروستتیکهِم - prosthetic heme - است که بعنوان سایت کاتالیزوری عمل کرده و دیگری یک جایگاه آلئوستریک است .[4]
شواهد به دست آمده از مطالعات قبلی پیشنهاد می کند که مهارکننده ها با توجه به ساختار و غلظت شان ممکن است روی یکی یا هر دو جایگاه عمل کنند. صرف نظر از جایگاه، مولکول کوچک برای اتصال به جایگاه فعال، ابتدا باید از طریق 4 پهنه اتصالی غشایی مارپیچ وارد یک فضای باز - lobby - شود. لابی به طور مناسبی توسط یک سایت انقباضی متشکل از رزیدوهای Arg-120، Tyr-355 و Glu-524 از جایگاه فعال جدا شده است. جایگاه فعال در یک کانال آبگریز قرار دارد که از سایت انقباضی تا تیروزین کاتالیکی - Tyr-385 - ادامه داشته، سپس بطور تیزی انحنا یافته و در یک تورفتگی نزدیک Gly-533 بالای سایت فعال پایان می یابد .
بروز عوارض جانبی مانند زخم معده و خونریزی دستگاه گوارش مرتبط با NSAID های سنتی - مهار کننده های غیرانتخابی COX-1 و - COX-2 منجر به توسعه مهارکننده های انتخابی COX-2 به عنوان دسته جدیدی از NSAID ها شد که با عنوان عمومی کوکسیب - coxib - شناخته می شوند .[6] اخیرا حذف برخی مهارکننده های انتخابی COX-2 مانند رفوکوکسیب و والدوکوکسیب به دلیل بروز عوارض جانبی قلبی-عروقی باعث ایجاد بحث در مورد افزایش عوارض جانبی مربوط به مهار کننده های COX-2 موجود در بازار شده که شناسایی اسکلت های ضدالتهابی جدید یک نیاز ضروری است.
یافته های بیشتر بر روی مزایای درمانی مهار COX-2 در زمینه های درمانی جدید مانند دیابت، سرطان، و اختلال عملکرد کلیه باتوجه به نگرانی های مربوط به استفاده ایمن از داروهای تایید شده، عوارض جانبی نامطلوب، ایمنی طولانی مدت و آسیب مربوط به استفاده از این داروها باعث از سرگیری فعالیت شیمیدانان دارویی برای جستجوی عوامل ضد التهابی انتخابی جدید COX-2 شده است .[1]
گزارش های منتشر شده در دهه های اخیر نشان می دهد که ترکیبات طبیعی منبع مفید و موفقی در کشف دارو بوده و تقریبا یک سوم داروهای پرفروش در جهان مشتقاتی از این ترکیبات هستند. برتری ترکیبات طبیعی نسبت به ترکیبات حاصل از شیمی ترکیبی، به دلیل تنوع در ساختار شیمیایی و داشتن محدوده گستردهای از فعالیتهای فارماکولوژی است.
