بررسی میانکنش ترکیبات فلاونوئیدی بره موم با آنزیم استیل کولین استراز انسانی با استفاده از داکینگ مولکولی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

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

موضوعات

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

بررسی میانکنش ترکیبات فلاونوئیدی بره­موم با آنزیم استیل­کولین­استراز انسانی با استفاده از روش داکینگ مولکولی

صفا لطفی1*، الهام رضوان نژاد1 و حسین لنجانیان2

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

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

تاریخ دریافت: 20/8/1399            تاریخ پذیرش: 24/10/1399

چکیده

استفاده از مهارکننده­های آنزیم استیل­کولین­استراز (آنتی­کولین­استرازها) بمنظور 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 بدست آمده نشانگر آن بود که تمامی این ترکیبات با انرژی اتصال مناسبی (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 بدست 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 بمنظور انجام مطالعات بیشتر در راستای طراحی داروهای جدید آنتی­کولین­استراز محسوب می­شوند.

کلمات کلیدی: مهارکننده­های آنزیم استیل­کولین­استراز (آنتی­کولین­استرازها)،  بیماری آلزایمر، بره­موم (پروپولیس)، فلاونوئید، داکینگ مولکولی.

* نویسنده مسئول، تلفن: 03433776611، پست الکترونیکی: s.lotfi@kgut.ac.ir

مقدمه

 

بیماری آلزایمر، یک اختلال تحلیل برنده عصبی پیشرونده است که در نهایت به مرگ منجر می شود. این بیماری شایع­ترین دلیل بروز زوال عقل در افراد بالای 65 سال است (12). بر اساس فرضیه کولینرژیک پاتوژنز بیماری آلزایمر، ویژگیهای بالینی زوال عقل مشاهده شده در این بیماری به کاهش سطح استیل­کولین، یک انتقال­دهنده عصبی درگیر در حافظه و یادگیری، در هیپوکامپ و قشر مغز نسبت داده می­ شود (14، 27).

تا به امروز هیچ نوع درمان قطعی برای این بیماری شناخته نشده است. اما تجویز مهارکننده های آنزیم استیل­کولین­استراز (آنتی­کولین­استرازها) برای بهبود نسبی علایم انواع خفیف تا نسبتا شدید آلزایمر بسیار رایج است. از این مهارکننده­ها همچنین برای مدیریت سایر فرم­های زوال عقل و اختلالات سیستم عصبی مرکزی نظیر بیماری پارکینسون، زوال عقل مرتبط با اجسام لویی، اختلال خفیف شناختی، سندرم داون ، بیماری کورساکوف و زوال عقل عروقی استفاده می شود (13، 26، 37). امروزه محققان در سراسر جهان به دنبال طراحی، سنتز و ارزیابی داروهای جدید برای درمان آلزایمر هستند که علاوه بر اثربخشی بالاتر، کمترین عوارض جانبی را از خود نشان دهند. همچنین در حال حاضر، مطالعه منابع طبیعی بمنظور یافتن داروهای جدید برای این بیماری مورد توجه فراوان قرار دارد (18، 19).

مطالعات انجام شده بر روی ساختار آنزیم استیل کولین استراز (AChE) نشان می دهد که جایگاه فعال این آنزیم  متشکل از چندین بخش مختلف و به صورت یک شکاف (Gorge) عمیق و باریک در سطح  پروتئین می باشد. جایگاه استراتیک که متشکل از سه اسیدآمینه سرین، گلوتامات و هیستیدین (تریاد کاتالیتیک) است در عمق این شکاف واقع شده است. همچنین جایگاهی با عنوان حفره اکسی­آنیون نیز در عمق شکاف وجود دارد که نقش مهمی را در فرایند کاتالیز ایفا می نماید. جایگاه آنیونی کاتالیتیک Catalytic Anionic Site: CAS)) و پاکت آسیل که در نزدیکی عمق شکاف واقع شده اند بترتیب در اتصال به بخش کولین و استیل سوبسترا (استیل کولین) نقش دارند (20، 55). نزدیک ورودی شکاف، یک جایگاه آلوستریک متشکل از چندین آمینواسید آروماتیک حفظ شده وجود دارد که جایگاه آنیونی محیطی PAS: Peripheral Anionic Site نامیده می شود. این جایگاه علاوه بر تنظیم آلوستریک فعالیت کاتالیتیکی آنزیم، در چندین عملکرد دیگر نیز نقش دارد  (4، 30).

بره موم (پروپولیس) که عموما بعنوان چسب زنبور نیز شناخته می شود یک ماده طبیعی رزینی و به شدت چسبنده است که به وسیله زنبور عسل (Apis mellifera) با مخلوط کردن موم و بزاق حاوی آنزیم های خاص با مواد مترشحه از گیاهان که اساسا از برگ ها، جوانه­های گل، ساقه­ها و شکاف های تنه گونه های متعددی از درختان جمع آوری شده است تولید می شود (1، 35، 49). زنبورها از بره موم بعنوان یک ماده درزگیر و ضدعفونی کننده استفاده می کنند. این ماده بمنظور مسدود کردن حفره ها و شکاف­های کندوها و هموار کردن سطح داخلی و حفظ دمای درونی آنها و همچنین جلوگیری از هجوم موجودات مزاحم مورد استفاده قرار می­گیرد. بره موم دارای عطر بسیار مطبوعی است و به واسطه دارا بودن فعالیت ضدمیکروبی باعث ضدعفونی شدن محیط داخلی کندو نیز می شود (3، 41). همچنین این ماده بمنظور پوشاندن (مومیایی کردن) بدن مرده جانوران بزرگ مهاجم که انتقال آن ها به بیرون از کندو سخت است استفاده می شود (9).

ترکیب دقیق مواد تشکیل دهنده، عطر و رنگ بره موم خام (سبز، قرمز، قهوه ای و زرد) به فاکتورهای متعددی نظیر منبع گیاهی، سن آماده سازی عسل، مناطق جغرافیایی و فصل جمع آوری بستگی دارد (52). بره موم اساسا از رزین (50 درصد)، موم (30 درصد)، روغن های ضروری (10 درصد)، گرده (5 درصد) و ترکیبات آلی دیگر (5 درصد) تشکیل شده است (23). ترکیبات فنولی، استرها، فلاونوئیدها، ترپن ها، بتا استروئیدها، آلدهیدهای معطر و الکل ها ترکیبات آلی مهم موجود در بره­موم محسوب می شوند (28). بره موم همچنین حاوی ویتامین های مهم نظیر ویتامین B1، B2، B6، C و E، مواد معدنی مفید منیزیم، کلسیم، پتاسیم، سدیم، مس، روی، منگنز و آهن می­باشد. تعداد معدودی آنزیم شامل سوکسینیک دهیدروژناز، گلوکوز 6-فسفاتاز، آدنوزین تری فسفاتاز و اسید فسفاتاز نیز در بره موم یافت می شوند (31)[10]. بر اساس داده های علمی منتشر شده، بره موم می تواند طیف گسترده ای از فعالیت های زیستی نظیر ضد سرطان، ضد فشار خون، محافظت از کبد، ضد التهاب، آنتی اکسیدان، ضد میکروبی، ضد قارچی و ضد انگلی را از خود نشان دهد (35، 41، 42، 49). اخیرا مقالاتی مبنی بر فعالیت آنتی کولین استرازی عصاره های بره موم جمع آوری شده از مناطق مختلف نیز به چاپ رسیده است (7، 52).

همانطور که در مباحث بالا اشاره شد فلاونوئیدها از جمله ترکیبات آلی مهم موجود در بره موم محسوب می شوند. انواع متنوعی از فلاونوئیدها در نمونه های بره موم جمع آوری شده از مناطق مختلف دنیا شناسایی شده است. در این کار تحقیقاتی میانکنش 17 ترکیب فلاونوئیدی یافت شده در نمونه های بره موم (35، 41، 50) با آنزیم استیل­کولین­استراز انسانی (hAChE) با استفاده از روش داکینگ مولکولی مورد مطالعه قرار گرفته است. هدف از این مطالعه، ارزیابی میزان توانایی فلاونوئیدهای موجود در بره موم در مهار   hAChEمی باشد. اسامی و ساختار فلاونوئیدهای بررسی شده در این مقاله، در شکل 1 نمایش داده شده است.

 

 

شکل 1- ساختار 17 ترکیب فلاونوئیدی بره موم زنبور عسل که در این پژوهش، میانکنش آنها با آنزیم استیل­کولین­استراز انسانی مورد مطالعه قرار گرفته است.

 

مواد و روشها

تهیه فایل های PDBQT گیرنده و لیگاندها:  بمنظور بررسی نحوه میانکنش 17 ترکیب فلاونوئیدی بره­موم، از روش داکینگ مولکولی گیرنده-لیگاند و از نرم افزار اتوداک وینا (AutoDock Vina 1.1.2) استفاده شد (48). گیرنده در واقع همان آنزیم استیل­کولین­استراز انسانی (hAChE) است و ترکیبات فلاونوئیدی، لیگاند محسوب می شوند. بمنظور اجرای داکینگ مولکولی با نرم افزار اتوداک وینا ابتدا باید فایل PDBQT گیرنده و لیگاند تهیه شود. فایل PDB آنزیم (PDB ID: 4M0E) از سایت RCSB (https://www.rcsb.org/) دانلود شد. سپس با نرم افزار PyMol، مولکول های لیگاند و آب از پروتئین جدا گردید و زنجیره A و B پروتئین به صورت جداگانه به صورت فایل PDB ذخیره شدند. با توجه به اینکه تعداد آمینواسیدهای تعیین ساختار نشده زنجیره B نسبت به زنجیره A کمتر بود از زنجیره B در مراحل بعدی استفاده شد. زنجیره B، فاقد دو اسیدآمینه آرژینین493 و آسپارتات494 بود. این دو اسیدآمینه که در جایگاه فعال آنزیم حضور نداشتند با نرم افزارModeller  و استفاده از زنجیره B بعنوان الگو به ساختار پروتئین اضافه شدند. در نهایت این زنجیره با نرم­افزار5.2  GROMACS (8) و فورس فیلد OPLS-AA، انرژی مینیمایز و بعنوان گیرنده برای مراحل بعدی استفاده شد. بمنظور تهیه فایلهای PDB مولکولهای لیگاند، ابتدا فایل SDF هر 17 ترکیب از سایت Pubchem (https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/) دانلود گردید. سپس با استفاده از نرم افزار Mercury 1.4.2 فایلهای SDF این ترکیبات به فایلهای PDB تبدیل شد. در نهایت با استفاده از نرم افزار ChemBio3D Ultra 14.0،  فایل های PDB لیگاندها، انرژی مینیمایز و ذخیره شد. در مرحله آخر، با نرم افزار1.5.6  AutoDock Tools و با استفاده از فایل های PDB  آنزیم و مولکول های لیگاند بعنوان ورودی، فایل های  PDBQT مورد نیاز برای اجرای داکینگ مولکولی تهیه و ذخیره گردید.

اجرای داکینگ مولکولی با استفاده از نرم افزار اتوداک وینا: همانطور که قبلا اشاره شد بمنظور اجرای داکینگ مولکولی، از نرم­افزار اتوداک وینا استفاده گردید. وینا توسط موسسه تحقیقاتی اسکریپس (Scripps Research Institute) طراحی و ارائه شده است. این نرم­افزار، از یک روش بهینه سازی گرادیان پیچیده در فرایند بهینه سازی موضعی استفاده می­نماید. در مقایسه با نرم افزار شناخته شده AutoDock 4 که توسط همین موسسه معرفی شده است در اتوداک وینا، دقت پیش بینی نحوه اتصال لیگاند و همچنین سرعت اجرای داکینگ به میزان قابل ملاحظه ای افزایش یافته است. این افزایش سرعت با استفاده از مالتی تردینگ (multithreading) بر روی سیستم­های حاوی چندین پردازنده (CPU) محقق شده است (48).

در این مرحله، فایلهای کانفیگ (Config) مورد نیاز برای اجرای داکینگ نیز تهیه شد. بدین منظور با استفاده از نرم­افزار AutoDock Tools، اندازه و محل قرارگیری گرید­باکس مشخص گردید. ابعاد و مراکز X، Y و Z گرید­باکس به گونه ای در نظر گرفته شد که کلیه بخش های شکاف جایگاه فعال آنزیم را که متشکل از تریاد کاتالیتیک، حفره اکسی آنیون، جایگاه آنیونی کاتالیتیک (CAS)، پاکت آسیل، و جایگاه آنیونی محیطی (PAS) می باشد پوشش دهد. سپس اطلاعات مورد نیاز در فایل کانفیگ ثبت و ذخیره شد و برای هر لیگاند، فایل کانفیگ اختصاصی تهیه گردید. بمنظور اجرای داکینگ، به هر لیگاند یک پوشه اختصاص داده شد که حاوی فایل های PDBQT گیرنده و لیگاند و فایل کانفیگ مربوطه  بود. در نهایت با استفاده از بخش Command prompt  و اطلاعات این پوشه ها، عملیات داکینگ برای هر 17 ترکیب فلاونوئیدی با نرم­افزار اتوداک وینا انجام شد.

آنالیز نتایج بدست آمده از داکینگ مولکولی: نتایج کلی بدست آمده از داکینگ مولکولی با استفاده از نرم افزار AutoDock Tools مورد بررسی قرار گرفت. بمنظور بررسی دقیق­تر نتایج، برای هر ترکیب فلاونوئیدی، کمپلکس لیگاند-گیرنده مربوط به کنفورماسیون با بالاترین انرژی اتصال تهیه و با استفاده از دو نرم افزار LigPlot و  PyMol مورد بررسی قرار گرفت و اسیدآمینه های درگیر در فرایند اتصال مشخص گردید.

 

نتایج و بحث

داکینگ مولکولی یک روش بیوانفورماتیکی است که امروزه به میزان زیادی از آن در روش های منطقی طراحی داروی مبتنی بر ساختار استفاده می شود. برنامه های داکینگ، چگونگی میانکنش یک ماکرومولکول زیستی (گیرنده، آنزیم و یا اسید­نوکلئیک) را با لیگاندهای کوچک نظیر سوبستراها، مهارکننده ها و یا کاندیداهای دارویی دیگر شبیه سازی می نمایند (2، 43، 45).

بره موم (پروپولیس)، یک ماده طبیعی رزینی است که توسط زنبور عسل تولید می­شود و خواص زیستی متعددی شامل آنتی­اکسیدان، آنتی­کولین­استراز، ضد میکروبی، ضدقارچی و ضد سرطان به آن نسبت داده می­شود (1، 35، 41، 52). در این کار تحقیقاتی، میانکنش 17 ترکیب فلاونوئیدی موجود در بره موم با جایگاه فعال hAChE با استفاده از داکینگ مولکولی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده از این مطالعه نشان داد که تمامی این 17 ترکیب فلاونوئیدی،  توانایی میانکنش با این آنزیم را دارند و بهترین انرژی اتصال آنها بین 9/8- تا 7- کیلوکالری بر مول متغیر است. بالاترین و کمترین انرژی داکینگ بترتیب مربوط به ترکیب راتین و فیستین می­باشد (جدول 1).

 

جدول 1- بهترین انرژی اتصال میانکنش 17 ترکیب فلاونوئیدی بره­ موم با آنزیم hAChE که با روش داکینگ مولکولی بدست آمده است.

ردیف

نام ترکیب فلاونوئیدی

بهترین انرژی اتصال (کیلوکالری بر مول)

1

راتین

9/8-

2

کافئیک اسید فن اتیل استر

2/8-

3

پینوبنکسین

2/8-

4

کرایسین

1/8-

5

پینوسمبرین

1/8-

6

آکاستین

8-

7

نارینژنین

8-

8

لوتئولین

9/7-

9

آپیژنین

8/7-

10

کاتچین

7/7-

11

دایدزین

5/7-

12

گالانگین

4/7-

13

کوئرستین

4/7-

14

ایزورهامنتین

3/7-

15

مایریستین

3/7-

16

کامفرول

3/7-

17

فیستین

7-

 

 

همانطور که در بخش مواد و روش ها اشاره شد بمنظور بررسی دقیق تر نتایج بدست آمده از داکینگ مولکولی، کمپلکس لیگاند-گیرنده برای کنفورماسیون با بهترین انرژی اتصال برای هر ترکیب فلاونوئیدی  تهیه و با استفاده از نرم افزار LigPlot مورد بررسی قرار گرفت. نتایج مربوط به این بخش در جدول 2 نمایش داده شده است. اسیدآمینه هایی از hAChE که با ایجاد پیوندهای هیدروژنی و آب­گریز در فرایند اتصال هر لیگاند به آنزیم نقش دارند در دو ستون مختلف مشخص شده اند.

 

جدول 2- اسیدآمینه­های مشارکت­کننده در میانکنش ترکیبات فلاونوئیدی با آنزیم hAChE که  با نرم افزار LigPlot شناسایی شده اند.

ردیف

ترکیب فلاونوئیدی

اسیدآمینه­های  hAChE ایجاد کننده پیوندهای هیدروژنی

اسیدآمینه­های  hAChE ایجاد کننده پیوندهای آب­گریز

1

راتین

آسپارتات74، ترئونین75، تیروزین124، هیستیدین287، گلوتامین291

تیروزین72، لوسین76، تریپتوفان286، لوسین289، گلوتامات292، سرین293، فنیل­آلانین295، فنیل­آلانین297، فنیل­آلانین338، تیروزین341

2

کافئیک اسید فن اتیل استر

تیروزین124، تیروزین133، گلوتامات202

آسپارتات74، تریپتوفان86، گلایسین120، گلایسین 121، گلایسین 126، تریپتوفان286، فنیل­آلانین295، فنیل­آلانین297،تیروزین337، فنیل­آلانین338، تیروزین341

3

پینوبنکسین

تیروزین72، سرین293، تیروزین341

تیروزین124، تریپتوفان286، فنیل­آلانین295، فنیل­آلانین297

4

کرایسین

تیروزین72، تریپتوفان286

تیروزین124، لوسین289، سرین293، فنیل­آلانین295، فنیل­آلانین297، فنیل­آلانین338، تیروزین341

5

پینوسمبرین

تیروزین72

تیروزین124، تریپتوفان286، لوسین289، سرین293، فنیل­آلانین295، فنیل­آلانین297، فنیل­آلانین338، تیروزین341

6

آکاستین

تریپتوفان286

تیروزین72، تیروزین124، هیستیدین287، لوسین289، فنیل­آلانین297، تیروزین341، فنیل­آلانین338

ا7

نارینژنین

تیروزین72، تیروزین124

تریپتوفان286، لوسین289، سرین293، فنیل­آلانین295، فنیل­آلانین297، فنیل­آلانین338، تیروزین341

8

لوتئولین

تیروزین72، تیروزین124، تریپتوفان286، فنیل­آلانین295

لوسین289، والین294، فنیل­آلانین297، فنیل­آلانین338، تیروزین341

9

آپیژنین

تیروزین72، تیروزین124

تریپتوفان286، سرین293، فنیل­آلانین295، فنیل­آلانین297، فنیل­آلانین338، تیروزین341

10

کاتچین

تیروزین72، تیروزین124، تریپتوفان286، فنیل­آلانین295

هیستیدین287، سرین293، والین294، فنیل­آلانین297، فنیل­آلانین338، تیروزین341

11

دایدزین

تیروزین124، تریپتوفان286

لوسین289، سرین293، فنیل­آلانین295، فنیل­آلانین297، فنیل­آلانین338، تیروزین341

12

گالانگین

تیروزین124

تریپتوفان286، گلوتامات292، سرین293، والین294، فنیل­آلانین295، فنیل­آلانین297، فنیل­آلانین338، تیروزین341

13

کوئرستین

تریپتوفان286، سرین293، فنیل­آلانین295، آرژینین296، تیروزین341

هیستیدین287، والین294، فنیل­آلانین297، فنیل­آلانین 338

14

ایزورهامنتین

تیروزین124

تریپتوفان286، هیستیدین287، لوسین289،  گلوتامات292، سرین293، والین294، فنیل­آلانین295، فنیل­آلانین297، فنیل­آلانین338، تیروزین341

15

مایریستین

آسپاراژین87، ، گلوتامات202، سرین203، سرین125، تیروزین337، هیستیدین447

آسپارتات74، ترئونین83، تریپتوفان86، گلایسین120، گلایسین121، گلایسین122، تیروزین124، فنیل­آلانین295، فنیل­آلانین297، فنیل­آلانین338

16

کامفرول

تیروزین124

تریپتوفان286، گلوتامات292، سرین293، والین294، فنیل­آلانین295، فنیل­آلانین297، فنیل­آلانین338، تیروزین341

17

فیستین

تیروزین72، آسپارتات74، تیروزین124

ترئونین75، لوسین76، تریپتوفان286، سرین293، فنیل­آلانین295، فنیل­آلانین297، تیروزین341

 

 

همانطور که قبلا در بخش مقدمه اشاره شد جایگاه فعال آنزیم استیل کولین استراز که به صورت یک شکاف عمیق و باریک است متشکل از چندین بخش می باشد (شکل 2). آمینواسیدهای مربوط به هر بخش به این شرح است: جایگاه استراتیک (تریاد کاتالیتیک: سرین203، گلوتامات334 و هیستیدین447)، حفره اکسی آنیون (گلایسین121، گلایسین122 و آلانین204) (55)، پاکت آسیل (تریپتوفان236، فنیل­آلانین295، فنیل­آلانین297 و فنیل­آلانین338) (15، 53)، CAS (تریپتوفان86، گلوتامات202 و تیروزین337) (36)،  PAS (تیروزین72، آسپارتات74، تیروزین124، تریپتوفان286 و تیروزین341) (6، 34).

 

شکل 2- ساختار آنزیم استیل کولین استراز انسانی (hAChE) که به فرمت surface نمایش داده شده است  (PDB ID: 4M0E). جایگاه فعال این آنزیم که به صورت یک شکاف عمیق و باریک است متشکل از چندین بخش می باشد. این شکاف با رنگ قرمز مشخص شده است.

همانطور که از نتایج بدست آمده مشخص است بسیاری از اسیدآمینه های درگیر در فرایند اتصال، مشابه هستند. تمامی ترکیبات با بخش PAS و پاکت آسیل میاکنش دارند. همانطور که قبلا اشاره شد بخش PAS یک جایگاه آلوستریک است که در نزدیکی ورودی شکاف جایگاه فعال قرار دارد و  پاکت آسیل که در نزدیکی عمق شکاف قرار دارد در اتصال به گروه استیل سوبسترا نقش دارد. اما فقط دو ترکیب فلاونوئیدی کافئیک­اسید فن­اتیل­استر (CAPE) و مایریستین با بخش عمیق­تر شکاف جایگاه فعال میانکنش می­نمایند. این دو ترکیب با CAS که نسبت به پاکت آسیل در عمق بیشتری قرار دارد و همچنین با حفره اکسی آنیون که در عمق شکاف قرار دارد میانکنش می نمایند. نکته جالب تر آنکه ترکیب مایریستین با دو آمینواسید جایگاه استراتیک نیز میانکنش می نماید و بنابراین ازین لحاظ نسبت به سایر ترکیبات فلاونوئیدی مورد مطالعه، منحصر به فرد است.

همانطور که در جدول 1 مشخص شده است ترکیب راتین نسبت به سایر ترکیبات، با قدرت بیشتری با جایگاه فعال hAChE میانکنش می نماید (انرژی اتصال: 9/8- کیلوکالری بر مول). نحوه میانکنش این ترکیب با hAChE  در شکل 3 نمایش داده شده است.

 

 

شکل 3- نحوه میانکنش راتین با جایگاه فعال hAChE که با دو نرم افزار LigPlot (الف) و PyMol (ب)  تهیه شده است. پیوندهای هیدروژنی بترتیب به صورت خطوط نقطه چین سبز و خطوط قرمز ممتد در Ligplot و PyMol نمایش داده شده اند. طول پیوندها بر حسب آنگستروم است. در تصویر مربوط به Ligplot، اسیدآمینه های ایجاد­کننده پیوندهای آب گریز به صورت نیم دایره های قرمز مشخص شده اند.

 

دو ترکیب پینوبنکسین و CAPE با انرژی اتصال 2/8- کیلوکالری بر مول در رتبه بعدی قرار دارند. چگونگی اتصال این دو ترکیب با جایگاه فعال آنزیم در شکل 4 به تصویر کشیده شده است. همچنین با توجه به اینکه مایریستین تنها ترکیبی است که از بین این 17 ترکیب فلاونوئیدی، توانایی میانکنش با دو آمینواسید تریاد کاتالیتیک را دارد نحوه میانکنش آن با جایگاه فعال  hAChE در شکل 5 نشان داده شده است.

راتین یک فلاونوئید گلیکوزید است که از  کوئرستین و دی ساکارید راتینوز تشکیل شده است. اثرات زیستی متنوعی نظیر ضد تومور و ضد میکروبی که اساسا با فعالیت آنتی اکسیدانی و ضد التهابی این ترکیب مرتبط می باشد به این فلاونوئید نسبت داده می­شود. راتین و متابولیت هایش توانایی عبور از سد خونی مغزی را دارند. گزارش هایی مبنی بر توانایی این ترکیب در تغییر علایم شناختی و رفتاری مرتبط با بیماری های تحلیل برنده اعصاب نظیر آلزایمر وجود دارد و به طور کلی راتین بعنوان یک عامل محافظت کننده اعصاب مطرح می باشد (10، 24، 51).

 

 

شکل 4- نمایش دوبعدی و سه بعدی نحوه میانکنش پینوبنکسین (الف و ب) و کافئیک اسید فن اتیل استر (CAPE) (ج و د) با جایگاه فعال hAChE. تصاویر سمت راست و چپ بترتیب با استفاد ه از نرم افزار LigPlot و PyMol تهیه شده اند. پیوندهای هیدروژنی بترتیب به صورت خطوط نقطه چین سبز و خطوط قرمز ممتد در Ligplot و PyMol نمایش داده شده اند. طول پیوندها بر حسب آنگستروم است. در تصاویر تهیه شده با Ligplot، اسیدآمینه های تشکیل دهنده پیوندهای آب گریز به صورت نیم­دایره­های قرمز مشخص شده اند.

 

 

شکل 5- نحوه میانکنش مایریستین با جایگاه فعال hAChE تهیه شده با دو نرم افزار LigPlot (الف) و PyMol (ب). پیوندهای هیدروژنی بترتیب به صورت خطوط نقطه­چین سبز و خطوط قرمز ممتد در Ligplot و PyMol مشخص شده اند و طول آنها بر حسب آنگستروم است. در تصویر مربوط به Ligplot، اسیدآمینه های ایجاد­کننده پیوندهای آب گریز به صورت نیم دایره های قرمز مشخص شده اند.

 

شاخص­های فارماکوکینتیک (ADMET) متشکل از جذب (Absorption)، انتشار (Distribution)، متابولیسم (Metabolism)، دفع (excretion) و سمیت (Toxicity) می­باشد (22). مطالعات متنوعی بر روی شاخص­های فارماکوکینتیک راتین انجام گرفته است که از آن جمله میتوان به این موارد اشاره کرد. در مطالعه ای که نتایج آن در سال 2013 به چاپ رسید عصاره برگ­های درخت توت که سرشار از کوئرستین و راتین  است به صورت خوراکی به موش ها داده شد. نتایج این تحقیق نشان داد که راتین به سرعت جذب و سپس غلظت آن به آرامی کاهش می­یابد و نمودار غلظت پلاسمایی نسبت به زمان این ترکیب با مدل دو محفظه ای (two-compartment model) مطابقت دارد. در این تحقیق همچنین متابولیت­های حاصل از متابولیسم راتین در ادرار و مدفوع جانوران مورد مطالعه شناسایی شدند (40). در مطالعه دیگری که بر روی موش­های آزمایشگاهی انجام شد و نتایج آن در سال 2016 به چاپ رسید راتین در آب و چندین حلال یوتکتیک عمیق طبیعی (NADES: Natural deep eutectic solvents) حل و به موش­ها خورانده شد. بررسی جذب و متابولیسم راتین نشان داد که نه تنها استفاده از این حلال­ها در مقایسه با آب، موجب افزایش سطح پلاسمایی راتین می­شود بلکه ماندگاری این ترکیب در پلاسما را نیز افزایش می دهد (21). در تحقیقی که بر روی موش ها و خوکچه­های هندی بمنظور ارزیابی سمیت راتین انجام گرفت مشخص شد که این فلاونوئید به صورت حاد و یا مزمن، سمیت مشخصی را در این جانوران آزمایشگاهی ایجاد نمی­نماید (54).

همانطور که در شکل 3 به خوبی دیده می شود راتین از طریق بخش کوئرستین ساختارش به درون شکاف جایگاه فعال نفوذ می نماید و با ایجاد هشت پیوند هیدروژنی و چندین پیوند آب گریز با hAChE میانکنش می نماید. از بین این هشت پیوند هیدروژنی، پنج پیوند بین بخش قندی و سه پیوند بین بخش کوئرستین راتین و آنزیم ایجاد می شود. چندین آمینواسید متعلق به ناحیه PAS در میاکنش این لیگاند با آنزیم  مشارکت دارند (تیروزین72، آسپارتات74، تیروزین124، تیروزین341 و تریپتوفان286)،  همچنین سه اسیدآمینه پاکت آسیل، فنیل آلانین295، 297 و 338،  با راتین میانکنش آب گریز برقرار می­نمایند. راتین قادر به برقراری میانکنش با بخش های عمیق تر جایگاه فعال نظیر CAS، حفره اکسی آنیون و یا جایگاه استراتیک نمی­باشد و میانکنش این ترکیب فلاونوئیدی با hAChE به ناحیه PAS و پاکت آسیل محدود می شود.

پینوبنکسین و مشتقات استری آن از ترکیبات تشکیل دهنده بره موم هستند. مطالعات انجام شده بر روی نوعی بره موم جمع­آوری شده از مکزیک نشان دهنده آن است که پینوبنکسین و استرهایش یکی از عوامل اصلی ایجاد کننده خواص ضدسرطانی این نوع بره موم می­باشند. این ترکیبات با القای آپوپتوز، اثر ضد سرطانی خود را اعمال می نمایند (5، 56). همچنین مطالعه انجام شده بر روی پینوبنکسین-3-سینامات نشان داد این ترکیب قادر به بهبود شناخت و کاهش استرس اکسیداتیو در موش های مبتلا به زوال عقل عروقی می باشد (38).

در مقایسه با راتین، تعداد کمتری اسیدآمینه در اتصال پینوبنکسین به hAChE مشارکت می نمایند (بخش الف و ب شکل 4). تنها سه پیوند هیدروژنی در میانکنش پینوبنکسین با آنزیم نقش دارد. چهار آمینواسید ناحیه PAS (تیروزین72، تیروزین124، تریپتوفان286 و تیروزین341) و دو آمینواسید پاکت آسیل (فنیل آلانین295 و 297) در اتصال این ترکیب فلاونوئیدی به جایگاه فعال hAChE درگیر هستند.

کافئیک اسید فن اتیل استر (CAPE) از جمله ترکیبات فعال بره موم است که مطالعات بسیار گسترده ای بر روی آن انجام گرفته است. این فلاونوئید اثرات متنوعی شامل آنتی اکسیدان، ضد التهاب، حفاظت از سلول، ضد سرطان، ضد میکروب و ضد ویروس از خود نشان می­دهد. این ترکیب همچنین اثرات محافظتی بر علیه ایسکمی-خون رسانی مجدد (I/R) القا شده توسط آسیب در چندین بافت نظیر مغز، شبکیه، قلب، ماهیچه اسکلتی، بیضه، تخمدان، روده، کولون و کبد را دارا می باشد. به علاوه نتایج چندین مطالعه علمی، نشانگر اثرات محافظتی این فلاونوئید بر علیه واکنش های دارویی نامطلوب القا شده توسط شیمی درمانی می­باشد (39، 47).  همچنین گزارش های مبنی بر اثرات محافظتی این ترکیب در بیماری آلزایمر وجود دارد (25).

در بخش ج و د شکل 4، میانکنش CAPE با hAChE نمایش داده شده است. همانطور که به خوبی مشخص است پنج پیوند هیدروژنی بین آنزیم و CAPE تشکیل شده است. چندین آمینواسید از ناحیه PAS (آسپارتات74، تیروزین124، تیروزین341 و تریپتوفان286) در فرایند اتصال این لیگاند به hAChE نقش دارند. همچینن سه اسیدآمینه پاکت آسیل (فنیل آلانین295، 297 و 338) نیز با CAPE میانکنش می نمایند. CAPE نسبت به راتین و پینوبنکسین به عمق بیشتری از شکاف جایگاه فعال نفوذ می نماید و با گلایسین 121 از حفره اکسی آنیون و تریپتوفان86، گلوتامات202 و تیروزین337 از  CAS نیز میانکنش می کند.

مایریستین یک ترکیب فلاونوئیدی طبیعی است که در دهه اخیر  شواهد فراوانی مبنی بر فعالیت آنتی اکسیدانی، ضد توموری و ضد التهابی آن ارائه شده است. در مطالعاتی که بر روی انواع متنوعی از سلول های سرطانی انجام گرفته است مشخص شده است که این ترکیب هجوم و متاستاز سلول های سرطانی را سرکوب و موجب القای آپوپتوز در سلول های سرطانی می­شود (17، 29). این ترکیب همچنین چندین فعالیت که مرتبط با سیستم عصبی مرکزی می باشد از خود نشان می دهد و مطالعات متعددی پیشنهاد نموده اند که این ترکیب ممکن است در مقابل بیماری هایی نظیر پارکینسون و آلزایمر اثر محافظتی داشته باشد (44، 46).

بهترین انرژی اتصال مایریستین-hAChE که با استفاده از داکینگ مولکولی بدست آمده است  3/7- کیلوکالری بر مول می باشد (جدول 1). اما نحوه اتصال این ترکیب با آنزیم نسبت به سایر ترکیبات فلاونوئیدی مورد مطالعه، منحصر به فرد می­باشد. همانطور که در شکل 5 به خوبی دیده می شود تعداد زیادی آمینواسید در میانکنش این فلاونوئید با جایگاه فعال hAChE مشارکت دارند. تعداد پیوند هیدروژنی دخیل در این فرایند، هفت پیوند می باشد. مایریستین با اسیدآمینه های ناحیه PAS (آسپارتات74 و تیروزین124)، پاکت آسیل (فنیل آلانین295، 297 و 338)، CAS (تریپتوفان86، گلوتامات202 و تیروزین337)، حفره اکسی آنیون (گلایسین121 و 122) و جایگاه استراتیک (سرین203 و هیستیدین447) میانکنش می­نماید. هرچند CAPE نیز نسبت به راتین و پینوبنکسین به عمق بیشتری از جایگاه فعال آنزیم نفوذ می نماید اما بر خلاف مایریستین، توانایی برقراری میانکنش با تریاد کاتالیتیک را ندارد.

شواهد حاصل از مطلعات علمی پیشنهاد می نماید که PAS توانایی تسریع تشکیل فیبریل های آمیلوئید بتا را در مغز افراد مبتلا به آلزایمر دارا می باشد. این عملکرد از طریق یک مکانیسم غیرکاتالیتیک و با اتصال به فرم غیرآمیلوئیدوژنیک پروتئین آمیلوئید بتا اتفاق می­افتد (11، 16). بنابراین مهارکننده هایی که توانایی اتصل همزمان به جایگاه کاتالیتیکی آنزیم (تریاد کاتالیتیک) و یا جایگاه اتصال سوبسترا (CAS و پاکت آسیل) و PAS را دارند می توانند از طریق دو مکانیسم موجب بهبود علایم آلزایمر شوند. زیرا علاوه بر آنکه موجب افزایش سطح استیل­کولین در مغز بیماران می شوند می توانند فرایند تشکیل فیبریل های آمیلوئید بتا را نیز کند نمایند. این گروه از مهارکننده ها بعنوان عوامل درمانی جدیدی برای درمان هر چه کارامدتر آلزایمر در نظر گرفته می شوند (57). با توجه به اینکه  تمامی 17 ترکیب فلاونوئیدی مورد بررسی در این مطالعه، این توانایی را دارا بودند که به طور همزمان به ناحیه PAS و همچنین جایگاه اتصال سوبسترا (پاکت آسیل) متصل شوند در گروه این مهارکننده ها قرار می­گیرند. همانطور که در مباحث بالا اشاره شد ترکیب CAPE و مایریستین علاوه بر میانکنش با این دو ناحیه، توانایی اتصال به CAS و حفره اکسی آنیون را نیز دارا می باشند. مایریستین همچنین با دو اسیدآمینه تریاد کاتالیتیک نیز میانکنش می نماید.

نتایج بدست آمده از این مطالعه نشانگر آن است که تمامی 17 ترکیب فلاونوئیدی یافت شده در نمونه های بره­موم قادرند با انرژی اتصال مناسبی (7- تا 9/8- کیلوکالری بر مول) با شکاف جایگاه فعال hAChE میانکنش و فعالیت این آنزیم را مهار نمایند. این نتایج با داده های علمی منتشر شده که نشانگر فعالیت آنتی­کولین­استرازی فلاونوئیدها است مطابقت دارد (32، 33).  با توجه به اینکه فعالیت آنتی کولین استرازی چند نمونه بره موم به اثبات رسیده است (7، 52) می توان پیشنهاد نمود که فلاونوئیدها در ایجاد این ویژگی زیستی بره موم نقش مهمی را ایفا می نمایند. بنابراین در مجموع با توجه به داده­های بدست آمده، میتوان این ترکیبات فلاونوئیدی را بعنوان کاندیداهای مناسب برای انجام تحقیقات گسترده­تر در راستای طراحی داروهای جدید درمان آلزایمر و سایر اختلالات سیستم عصبی مرکزی پیشنهاد نمود. از بین این 17 ترکیب فلاونوئیدی ترکیب راتین به دلیل انرژی اتصال بالا (9/8- کیلوکالری بر مول) و مایریستین به دلیل توانایی اتصال همزمان به تمامی بخش های شکاف جایگاه فعال آنزیم از بیشترین پتانسیل در این زمینه برخوردار می باشند.

  • زهری، ص.، اصغری، ع. و دادخواه، م. 1392. تنوع جمعیتهای زنبور عسل بر اساس نشانگرهای مورفولوژیکی و ریزماهواره (microsatellite) در استان اردبیل. مجله پژوهش های سلولی و مولکولی (مجله زیست شناسی ایران). (4)26، 462-71.
  • داوری، ک.، نوروزی، ج.، حسینی، ف.، اخوان سپهی، ع. و میرزایی، س. 1398. کشف مهارکننده علیه بتا لاکتاماز CTX-M-9 باکتری coli با استفاده از مطالعات داکینگ ملکولی، MM/PBSA و دینامیک ملکولی. (1)32، 33-46.

 

  • Afrouzan H, Tahghighi A, Zakeri S, and Es-haghi A. 2018. Chemical Composition and Antimicrobial Activities of Iranian Propolis. Iran Biomed J; 22(1): 50-65.
  • Agatonovic-Kustrin S, Kettle C, and Morton DW. 2018. A molecular approach in drug development for Alzheimer's disease. Biomed Pharmacother; 106: 553-65.
  • Alday E, Valencia D, Carreno AL, Picerno P, Piccinelli AL, Rastrelli L, Robles-Zepeda R, Hernandez J, and Velazquez C. 2015. Apoptotic induction by pinobanksin and some of its ester derivatives from Sonoran propolis in a B-cell lymphoma cell line. Chem Biol Interact; 242: 35-44.
  • Atanasova M, Yordanov N, Dimitrov I, Berkov S, and Doytchinova I. 2015. Molecular Docking Study on Galantamine Derivatives as Cholinesterase Inhibitors. Mol Inform; 34(6-7): 394-403.
  • Baltas N, Yildiz O, and Kolayli S. 2016. Inhibition properties of propolis extracts to some clinically important enzymes. J Enzyme Inhib Med Chem; 31(sup1): 52-55.
  • Berendsen HJC, van der Spoel D, and van Drunen R. 1995. GROMACS: A message-passing parallel molecular dynamics implementation. Computer Physics Communications; 91(1): 43-56.
  • Bonamigo T, Campos JF, Oliveira AS, Torquato HFV, Balestieri JBP, Cardoso CAL, Paredes-Gamero EJ, de Picoli Souza K, and Dos Santos EL. 2017. Antioxidant and cytotoxic activity of propolis of Plebeia droryana and Apis mellifera (Hymenoptera, Apidae) from the Brazilian Cerrado biome. PLoS One; 12(9): e0183983.
  • Budzynska B, Faggio C, Kruk-Slomka M, Samec D, Nabavi SF, Sureda A, Devi KP, and Nabavi SM. 2019. Rutin as Neuroprotective Agent: From Bench to Bedside. Curr Med Chem; 26(27): 5152-64.
  • Carvajal FJ, Inestrosa NC. 2011. Interactions of AChE with Abeta Aggregates in Alzheimer's Brain: Therapeutic Relevance of IDN 5706. Front Mol Neurosci; 4: 19.
  • Castellani RJ, Rolston RK, and Smith MA. 2010. Alzheimer disease. Dis Mon; 56(9): 484-546.
  • Colovic MB, Krstic DZ, Lazarevic-Pasti TD, Bondzic AM, and Vasic VM. 2013. Acetylcholinesterase inhibitors: pharmacology and toxicology. Curr Neuropharmacol; 11(3): 315-35.
  • Contestabile A. 2011. The history of the cholinergic hypothesis. Behav Brain Res; 221(2): 334-40.
  • Damuka N, Kammari K, Potshangbam AM, Rathore RS, Kondapi AK, and Vindal V. 2020. Discovery of dual cation-pi inhibitors of acetylcholinesterase: design, synthesis and biological evaluation. Pharmacol Rep; 72(3): 705-18.
  • De Ferrari GV, Canales MA, Shin I, Weiner LM, Silman I, and Inestrosa NC. 2001. A structural motif of acetylcholinesterase that promotes amyloid beta-peptide fibril formation. Biochemistry; 40(35): 10447-57.
  • Devi KP, Rajavel T, Habtemariam S, Nabavi SF, and Nabavi SM. 2015. Molecular mechanisms underlying anticancer effects of myricetin. Life Sci; 142: 19-25.
  • Dey A, Bhattacharya R, Mukherjee A, and Pandey DK. 2017. Natural products against Alzheimer's disease: Pharmaco-therapeutics and biotechnological interventions. Biotechnol Adv; 35(2): 178-216.
  • Dos Santos TC, Gomes TM, Pinto BAS, Camara AL, and Paes AMA. 2018. Naturally Occurring Acetylcholinesterase Inhibitors and Their Potential Use for Alzheimer's Disease Therapy. Front Pharmacol; 9: 1192.
  • Dvir H, Silman I, Harel M, Rosenberry TL, and Sussman JL. 2010. Acetylcholinesterase: from 3D structure to function. Chem Biol Interact; 187(1-3): 10-22.
  • Faggian M, Sut S, Perissutti B, Baldan V, Grabnar I, and Dall'Acqua S. 2016. Natural Deep Eutectic Solvents (NADES) as a Tool for Bioavailability Improvement: Pharmacokinetics of Rutin Dissolved in Proline/Glycine after Oral Administration in Rats: Possible Application in Nutraceuticals. Molecules; 21 (11).
  • Ferreira LLG, Andricopulo AD. 2019. ADMET modeling approaches in drug discovery. Drug Discov Today; 24(5): 1157-65.
  • Gomez-Caravaca AM, Gomez-Romero M, Arraez-Roman D, Segura-Carretero A, and Fernandez-Gutierrez A. 2006. Advances in the analysis of phenolic compounds in products derived from bees. J Pharm Biomed Anal; 41(4): 1220-34.
  • Habtemariam S. 2016. Rutin as a Natural Therapy for Alzheimer's Disease: Insights into its Mechanisms of Action. Curr Med Chem; 23(9): 860-73.
  • Habtemariam S. 2017. Protective Effects of Caffeic Acid and the Alzheimer's Brain: An Update. Mini Rev Med Chem; 17(8): 667-74.
  • Hansen RA, Gartlehner G, Webb AP, Morgan LC, Moore CG, and Jonas DE. 2008. Efficacy and safety of donepezil, galantamine, and rivastigmine for the treatment of Alzheimer's disease: a systematic review and meta-analysis. Clin Interv Aging; 3(2): 211-25.
  • Hasselmo ME. 2006. The role of acetylcholine in learning and memory. Curr Opin Neurobiol; 16(6): 710-5.
  • Huang S, Zhang CP, Wang K, Li GQ, and Hu FL. 2014. Recent advances in the chemical composition of propolis. Molecules; 19(12): 19610-32.
  • Jiang M, Zhu M, Wang L, and Yu S. 2019. Anti-tumor effects and associated molecular mechanisms of myricetin. Biomed Pharmacother; 120: 109506.
  • Johnson G, Moore SW. 2006. The peripheral anionic site of acetylcholinesterase: structure, functions and potential role in rational drug design. Curr Pharm Des; 12(2): 217-25.
  • Khalil 2006. Biological activity of bee propolis in health and disease. Asian Pac J Cancer Prev; 7(1): 22-31.
  • Khan H, Marya, Amin S, Kamal MA, and Patel S. 2018. Flavonoids as acetylcholinesterase inhibitors: Current therapeutic standing and future prospects. Biomed Pharmacother; 101: 860-70.
  • Khan MT, Orhan I, Senol FS, Kartal M, Sener B, Dvorska M, Smejkal K, and Slapetova T. 2009. Cholinesterase inhibitory activities of some flavonoid derivatives and chosen xanthone and their molecular docking studies. Chem Biol Interact; 181(3): 383-9.
  • Kitz RJ, Braswell LM, and Ginsburg S. 1970. On the question: is acetylcholinesterase an allosteric protein? Mol Pharmacol; 6(2): 108-21.
  • Kocot J, Kielczykowska M, Luchowska-Kocot D, Kurzepa J, and Musik I.2018. Antioxidant Potential of Propolis, Bee Pollen, and Royal Jelly: Possible Medical Application. Oxid Med Cell Longev; 2018: 7074209.
  • Kua J, Zhang Y, Eslami AC, Butler JR, and McCammon JA. 2003. Studying the roles of W86, E202, and Y337 in binding of acetylcholine to acetylcholinesterase using a combined molecular dynamics and multiple docking approach. Protein Sci; 12(12): 2675-84.
  • Kulshreshtha A, Piplani P. 2016. Current pharmacotherapy and putative disease-modifying therapy for Alzheimer's disease. Neurol Sci; 37(9): 1403-35.
  • Liu H, Zhao M, Yang S, Gong DR, Chen DZ, and Du DY. 2015. (2R,3S)-Pinobanksin-3-cinnamate improves cognition and reduces oxidative stress in rats with vascular dementia. J Nat Med; 69(3): 358-65.
  • Murtaza G, Karim S, Akram MR, Khan SA, Azhar S, Mumtaz A, and Bin Asad MH. 2014. Caffeic acid phenethyl ester and therapeutic potentials. Biomed Res Int; 2014: 145342.
  • Ou-yang Z, Cao X, Wei Y, Zhang W-W-Q, Zhao M, and Anh Tuan L. 2013. Pharmacokinetic study of rutin and quercetin in rats after oral administration of total flavones of mulberry leaf extract. Revista Brasileira de Farmacognosia; 23: 776-82.
  • Pasupuleti VR, Sammugam L, Ramesh N, and Gan SH. 2017. Honey, Propolis, and Royal Jelly: A Comprehensive Review of Their Biological Actions and Health Benefits. Oxid Med Cell Longev; 2017: 1259510.
  • Rezvannejad E, Shakeri SH, and Nasirifa E. 2017. Study and comparison of antibacterial effects of propolis and honey on Penibacillus alvei secondary factor for European Foulbrood in honeybee. Veterinary Researches and Biological Products (Pajouhesh va Sazandegi); 30(3 (116)): 139-46.
  • Rudnitskaya A, Török B, and Török M. 2010. Molecular docking of enzyme inhibitors: A COMPUTATIONAL TOOL FOR STRUCTURE-BASED DRUG DESIGN. Biochem Mol Biol Educ; 38(4): 261-5.
  • Semwal DK, Semwal RB, Combrinck S, and Viljoen A. 2016. Myricetin: A Dietary Molecule with Diverse Biological Activities. Nutrients; 8(2): 90.
  • Sledz P, Caflisch A. 2018. Protein structure-based drug design: from docking to molecular dynamics. Curr Opin Struct Biol; 48: 93-102.
  • Stefanescu R, Stanciu GD, Luca A, Paduraru L, and Tamba BI. 2020. Secondary Metabolites from Plants Possessing Inhibitory Properties against Beta-Amyloid Aggregation as Revealed by Thioflavin-T Assay and Correlations with Investigations on Transgenic Mouse Models of Alzheimer's Disease. Biomolecules; 10(6).
  • Tolba MF, Omar HA, Azab SS, Khalifa AE, Abdel-Naim AB, and Abdel-Rahman SZ. 2016. Caffeic Acid Phenethyl Ester: A Review of Its Antioxidant Activity, Protective Effects against Ischemia-reperfusion Injury and Drug Adverse Reactions. Crit Rev Food Sci Nutr; 56(13): 2183-90.
  • Trott O, Olson AJ. 2010. AutoDock Vina: improving the speed and accuracy of docking with a new scoring function, efficient optimization, and multithreading. J Comput Chem; 31(2): 455-61.
  • Viuda-Martos M, Ruiz-Navajas Y, Fernandez-Lopez J, and Perez-Alvarez JA. 2008. Functional properties of honey, propolis, and royal jelly. J Food Sci; 73 (9): R117-24.
  • Volpi N. 2004. Separation of flavonoids and phenolic acids from propolis by capillary zone electrophoresis. Electrophoresis; 25(12): 1872-8.
  • Wang SW, Wang YJ, Su YJ, Zhou WW, Yang SG, Zhang R, Zhao M, Li YN, Zhang ZP, Zhan DW, and Liu RT. 2012. Rutin inhibits beta-amyloid aggregation and cytotoxicity, attenuates oxidative stress, and decreases the production of nitric oxide and proinflammatory cytokines. Neurotoxicology; 33(3): 482-90.
  • Wang X, Sankarapandian K, Cheng Y, Woo SO, Kwon HW, Perumalsamy H, and Ahn YJ. 2016. Relationship between total phenolic contents and biological properties of propolis from 20 different regions in South Korea. BMC Complement Altern Med; 16: 65.
  • Wiesner J, Kriz Z, Kuca K, Jun D, and Koca J. 2007. Acetylcholinesterases--the structural similarities and differences. J Enzyme Inhib Med Chem; 22(4): 417-24.
  • Wilson RH, Mortarotti TG, and Doxtader EK. 1947. Toxicity studies on rutin. Proc Soc Exp Biol Med; 64(3): 324-7.
  • Zhang Y, Kua J, and McCammon 2002. Role of the catalytic triad and oxyanion hole in acetylcholinesterase catalysis: an ab initio QM/MM study. J Am Chem Soc; 124(35): 10572-7.
  • Zheng YZ, Deng G, Chen DF, Liang Q, Guo R, and Fu ZM. 2018. Theoretical studies on the antioxidant activity of pinobanksin and its ester derivatives: Effects of the chain length and solvent. Food Chem; 240: 323-29.
  • Zueva I, Dias J, Lushchekina S, Semenov V, Mukhamedyarov M, Pashirova T, Babaev V, Nachon F, Petrova N, Nurullin L, Zakharova L, Ilyin V, Masson P, and Petrov K. 2019. New evidence for dual binding site inhibitors of acetylcholinesterase as improved drugs for treatment of Alzheimer's disease. Neuropharmacology; 155: 131-41.
دوره 34، شماره 3
مهر 1400
صفحه 322-337
  • تاریخ دریافت: 20 آبان 1399
  • تاریخ پذیرش: 24 دی 1399
  • تاریخ اولین انتشار: 20 بهمن 1399