نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• صفا لطفی ¹
• الهام رضوان نژاد ²
• حسین لنجانیان ³

¹ گروه بیوتکنولوژی، پژوهشگاه علوم وتکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی وفناوری پیشرفته کرمان

² گروه بیوتکنولوژی، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته- کرمان، ایران

³ مرکز تحقیقات علوم سلولی و ملکولی غدد درون ریز، پژوهشکده علوم غدد درون ریز، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، تهران، ایران

چکیده

استفاده از مهارکننده‌های آنزیم استیل‌کولین‌استراز (آنتی‌کولین‌استرازها) به منظور بهبود علایم بیماری آلزایمر و سایر فرم‌های زوال عقل و اختلالات سیستم عصبی مرکزی بسیار رایج است. بره‌موم (پروپولیس) یک ماده رزینی چسبنده است که توسط زنبور عسل تولید می‌شود و فعالیتهای زیستی متعددی نظیر ضدسرطان، آنتی‌اکسیدان، ضدمیکروبی و ضدقارچی را از خود نشان می‌دهد. اخیرا مقالاتی مبنی بر فعالیت آنتی‌کولین‌استرازی بره‌موم نیز منتشر شده است. در این مطالعه، میانکنش 17 ترکیب فلاونوئیدی بره‌موم با آنزیم استیل‌کولین‌استراز انسانی (hAChE) با روش داکینگ مولکولی مورد بررسی قرار گرفته است. این مطالعات با نرم‌افزار اتوداک‌وینا انجام گرفت و گرید باکس به گونه ای طراحی شد که بر روی شکاف جایگاه فعال آنزیم قرار گیرد. نتایج به دست آمده نشانگر آن بود که تمامی این ترکیبات با انرژی اتصال بسیار خوبی (7- تا 9/8- کیلوکالری بر مول) به این شکاف متصل می‌شوند. بیشترین و کمترین انرژی اتصال بترتیب مربوط به راتین و فیستین می‌باشد. بررسی آمینواسیدهای درگیر در میانکنش نشان داد که همه این ترکیبات با جایگاه آنیونی محیطی (PAS) و پاکت آسیل میانکنش می‌نمایند. دو ترکیب کافئیک‌اسید‌ فن‌اتیل‌استر (CAPE) و مایریستین با جایگاه آنیونی کاتالیتیک (CAS) و حفره اکسی‌آنیون نیز میانکنش می‌نمایند. مایریستین تنها ترکیبی است که توانایی اتصال به دو اسیدآمینه تریاد کاتالیتیک را نیز دارا می‌باشد. نتایج به دست آمده از این مطالعه پیشنهاد می‌نماید که همه این ترکیبات فلاونوئیدی از طریق اتصال به شکاف جایگاه فعال hAChE، می توانند این آنزیم را مهار نمایند و بنابراین گزینه‌های مناسبی به منظور انجام مطالعات بیشتر در راستای طراحی داروهای جدید آنتی‌کولین‌استراز محسوب می‌شوند.

کلیدواژه‌ها

• مهارکننده‌های آنزیم استیل‌کولین‌استراز (آنتی‌کولین‌استرازها)
• بیماری آلزایمر
• بره‌موم (پروپولیس)
• فلاونوئید
• داکینگ مولکولی

موضوعات

• بیوشیمی

عنوان مقاله [English]

Investigation of interaction of propolis flavonoid compounds with human acetylcholinesterase using molecular docking

نویسندگان [English]

• Safa Lotfi ¹
• Elham Rezvannejad ²
• Hossein Lanjanian ³

¹ Department of Biotechnology, Institute of Science and High Technology and Environmental Sciences, Graduate University of Advanced Technology, Kerman, Iran.

² Department of Biotechnology, Institute of Science and High Technology and Environmental Sciences, Graduate University of Advanced Technology, Kerman, Iran.

³ Cellular and Molecular Endocrine Research Center, Research Institute for Endocrine Sciences, Shahid Beheshti University of Medical Sciences, Tehran, Iran.

چکیده [English]

vAcetylcholinesterase inhibitors (anticholinesterases) are commonly used to improve the symptoms of Alzheimer's disease and the other forms of dementia and central nervous system disorders. Propolis is a sticky resinous substance produced by honey bees and exhibits a variety of biological activities such as anticancer, antioxidant, antimicrobial and antifungal. Recently, a number of articles have been published on the anticholinesterase activity of propolis. In this study, the interaction of 17 propolis flavonoid compounds with human acetylcholinesterase (hAChE) was investigated using molecular docking. These studies were performed with AutoDock Vina software and the grid box was designed to be placed on the active site gorge of the enzyme. The results obtained showed that all these compounds bind to this region with very good binding energy (-7 to -8.9 kcal/mol). The highest and lowest binding energies are related to rutin and fisetin, respectively. Investigation of the amino acids involved in the interaction demonstrated that all of these compounds interact with PAS and acyl pocket. The two compounds, caffeic acid phenethyl ester (CAPE) and myricetin, also interact with CAS and oxyanion hole. Myricetin is the only compound that has the ability to bind to two amino acids belonging to the catalytic triad. The results of this study suggest that all of these flavonoid compounds have the ability to inhibit the hAChE activity by binding to the active site gorge of the enzyme and are therefore suitable candidates for further studies to design new anticholinesterase drugs.

کلیدواژه‌ها [English]

• Acetylcholinesterase inhibitors (anticholinesterases)
• Alzheimer's disease
• Propolis
• Flavonoid
• Molecular Docking