Nova Biologica Reperta

fa بررسی اثر مهاری مشتقات جدید ایمیدازولی بر آنزیم سیکلواکسیژناز II با رویکرد محاسباتی Investigating the inhibitory effect of new imidazole derivatives on cyclooxygenase II enzyme with computational approach علوم سلولی و مولکولی Cell and Molecular Biology مقاله پژوهشی Original Article امروزه مشخص شده که ایزوفرم دوم آنزیم COX موسوم به COX-2 با تولید واسطه های التهابی نقش مهمی در التهاب و در بیماری هایی همچون آرتریت روماتوئید و آرتروز دارد. با این هدف طراحی داروهای مهارکننده COX-2 برای درمان التهاب یکی از مهم ترین اهداف محققان است. در این مطالعه با رویکرد in silico، اثر مهاری 3 مشتق جدید ایمیدازولی بر آنزیم COX-2 ارزیابی شد. داکینگ مولکولی با استفاده از Autodock Vina انجام شده و بهترین حالت اتصالی مهارکننده ها با آنزیم به عنوان ورودی شبیه سازی دینامیک مولکولی (MD) مورد استفاده قرار گرفت. MD با استفاده از نرم افزار Gromacs، به مدت 120 نانوثانیه انجام شد. سپس آنالیزهای ساختاری و ترمودینامیکی (تغییرات انرژی آزاد اتصال) و پیشگویی خواص فیزیکوشیمیایی انجام شدند. بر اساس داده های RMSD، ترکیبات در طی شبیه سازی به تعادل خوبی رسیدند و ثبات مطلوبی داشتند. همینطور نمودارهای RMSF نشان دادند که در اثر اتصال مهارکننده ها نوسانات کمپلکس ها کاهش پیدا کرد و رزیدوهای جایگاه فعال کمترین میزان نوسانات را داشتند. آنالیزهای Rg، SASA و DSSP نشان دادند که ساختار پروتئین تغییر چشمگیری نداشته است. همچنین مشخص شد که رزیدوهای Ser 530 وTyr 355 در تشکیل پیوند هیدروژنی نقش موثرتری دارند. بررسی پارامترهای فیزیکوشیمیایی بیانگر رفتار دارویی مناسب مهارکننده ها است. انجام آنالیزهای ساختاری و ترمودینامیکی (با روش MM-PBSA) و نیز مقایسه با داده های آزمایشگاهی IC50 حاکی از تاثیر مهاری مطلوب ترکیب 5b نسبت به سایر ترکیبات بر آنزیم COX-2 است.   It has been found that the second isoform of COX enzyme known as COX-2 plays an important role in inflammation and rheumatoid arthritis and osteoarthritis. Thus, designing COX-2 inhibitors to treat inflammation is among the most important goals of researchers. In this study, the inhibitory effect of 3 new imidazole derivatives on COX-2 was evaluated by in silico approach. Molecular docking was done using Autodock Vina and the best binding mode of inhibitors was used as input of molecular dynamics (MD) simulation. MD was performed using Gromacs software for 120 ns. Then, structural and thermodynamic analyzes (ΔGbinding) and prediction of physicochemical properties were performed. RMSD data showed the compounds reached a good equilibrium and had favorable stability during simulation. Also, the RMSF showed that due to binding of inhibitors, the fluctuations of complexes decreased and the active site residues had the lowest amount. Rg, SASA and DSSP analysis showed that the protein structure did not change significantly. It was also found that Ser530 and Tyr355 residues play a more effective role in hydrogen bond formation. Physicochemical parameters determined the good drug-likeness properties for all compounds. Structural and thermodynamic analyzes (MM-PBSA) and IC50 data indicate the favorable inhibitory effect of compound 5b. التهاب, انرژی آزاد اتصال, داکینگ مولکولی, شبیه سازی دینامیک مولکولی, مهارکننده های COX-2 binding free energy, COX-2 inhibitors, inflammation, molecular docking, molecular dynamics simulation 169 183 http://nbr.khu.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1543-1&slc_lang=fa&sid=1 Zeinab Mollaie زینب ملایی zee.mv95@gmail.com 100319475328460010362 100319475328460010362 No Department of Cell and Molecular Biology, Faculty of Biological Sciences, Kharazmi University, Tehran, Iran گروه زیست شناسی سلولی و مولکولی، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران Leila Karami لیلا کرمی l_karami@khu.ac.ir 100319475328460010363 100319475328460010363 Yes Department of Cell and Molecular Biology, Faculty of Biological Sciences, Kharazmi University, Tehran, Iran گروه زیست شناسی سلولی و مولکولی، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران Elham Rezaee الهام رضایی e.rezaee63@sbmu.ac.ir 100319475328460010364 100319475328460010364 No Department of Pharmaceutical Chemistry, School of Pharmacy, Shahid Beheshti University of Medical Sciences, Tehran, Iran گروه شیمی دارویی، دانشکده داروسازی، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، تهران، ایران Gilda Karimi گیلدا کریمی g.karimi@khu.ac.ir 100319475328460010365 100319475328460010365 No Department of Cell and Molecular Biology, Faculty of Biological Sciences, Kharazmi University, Tehran, Iran گروه زیست شناسی سلولی و مولکولی، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران