مدلبندی مولکولی ساختمان آنزیم اپوکسید هیدرولاز میکروزومال انسانی و پیش بینی فعالیت مهارکننده های آن بر اساس مطالعات کمی ساختمان فعالیت(QSAR)

Abstract

مقدمه: اپوکسید هیدرولاز انسانی ( EC 3.3.2.9) آنزیمی است که در بیوترانسفورماسیون از طریق کاتالیز هیدرولیز ترکیبات اپوکسیدی به مشتقات دیولی دخیل بوده و در سم زدایی و متابولیسم طیف وسیعی از ترکیبات خارجی از قبیل داروهای ضد صرع نقش کلیدی برعهده دارد. متابولیسم دارویی یکی از ویژگیهای مهم است که می تواند بسیاری از ویژگیهای درمانی اعم از راههای مصرف، تداخل دارویی وسمیت راتحت شعاع قرار دهد. بنابراین توانایی پیش بینی وسعت بیوترانسفورماسیون به وسیله یک مسیرخاص از دیدگاه دارویی بسیار حائز اهمیت است. هدف: اهداف مطالعه حاضر عبارتند از (الف) ارائه مدل های QSAR برای پیش بینی فعالیت بیولوژیک مهارکننده های آنزیم اپوکسید هیدرولاز میکروزومال انسانی (hmEH) و (ب) تولید مدل سه بعدی آنزیم hmEH به منظور تعیین نحوه کنش متقابل بین آنزیم و مهارکننده های آن روشها: ساختار سه بعدی مهارکننده های آنزیم در نرم افزار Hyperchemرسم شد و با استفاده از متد ab بهینه سازی گردید. پارامترهای ساختمانی برای مهارکننده های مورد مطالعه با استفاده از برنامه های ,Hyperchem DRAGON وACDlab محاسبه شدند. روشGenetic Algorithm به همراه Partial Least Square و رگرسیون خطی (MLR) جهت ارائه مدل های QSAR به کارگرفته شدند تا به صورت کمی تمایل اتصال مهارکننده های آنزیم با ساختارهای مولکولی مرتبط شوند. متد HASL نیز جهت ارائه مدل 3D-QSAR به کار گرفته شد. از آنجایی که ساختمان آنزیم اپوکسید هیدرولاز میکروزومال انسانی به صورت تجربی تعیین نگردیده، روش های محاسباتی برای ایجاد مدل ساختمانی این آنزیم به کار گرفته شدند. با استفاده از متد BLAST، ساختمان کریستالی اپوکسید هیدرولاز آسپرژیلوس نیجر (AnEH) به عنوان الگوی مناسب جهت مدلبندی انتخاب شد. مدلبندی مولکولی آنزیم براساس همردیف نمودن توا لی اسیدهای آمینه hmEHَ و AnEHبا استفاده از نرم افزار های ClustalW وFUGUE انجام گرفت. مدل بدست آمده پس از بهینه سازی با استفاده از برنامه های PROCHECK و Verify-3D مورد ارزیابی از لحاظ خصوصیات ساختمانی قرار گرفت. نتایج و بحث: مدل های QSAR دوبعدی و سه بعدی ارائه شده در این مطالعه قادر به پیش گویی تمایل اتصال مهارکننده های آنزیم hmEH براساس پارامترهای مولکولی الکترونی و فضایی بودند. ضریب همبستگی (r2) ما بین مقادیر pKi مشاهده شده و پیش بینی شده برای ترکیبات سری آزمایش یا در برای مدل های مختلف سه بعدی ودوبعدی بودند. کیفیت مدل بندی سه بعدی آنزیم hmEH٨٥/۰- ٧٨/۰ از لحاظ ساختمانی مورد ارزیابی قرارگرفت. به عنوان مثال بیش از ۹٧% از زوایای Phi/Psi در منطقه مرجح واقع شده و مدل ها دارای مقادیر مثبت برای محاسبات Verify-3D بودند. مدل بدست آمده براساس همردیفی ClustalW طی ١۰نانو ثانیه در محاسبات دینامیک مولکولی پایدار بود و محتوای ساختمان ثانویه آن تغییر چشمگیری نداشت.