Isoxazoles القائم على الفلافونويد ثلاثي فلافونويد كعوامل مضادة لمرض السكر والسمنة: التوليف ، نشاط مثبط للأميليز في المختبر ، الإرساء الجزيئي والهيكل - تحليل علاقة النشاط

الرجاء التواصلoscar.xiao@wecistanche.comلمعرفة المزيد

فيصل ك. الغثامي 1 ، * ، إلياس السعيدي 2 ، هاني ناصر عبد الحميد 3 ، محمد ر. الأمين 1 ، بابكر يوسف عبد الخير 1 ، أماني شرودة 4 ، هشام بن جنات 2 ، *

الملخص:يعد مرض السكري مشكلة صحية كبرى على مستوى العالم. توفر إدارة هضم الكربوهيدرات علاجًا بديلاً.الفلافونويدتشكل أكبر مجموعة منبوليفينوليكالمركبات التي تنتجها النباتات التي تستهلك على نطاق واسع كغذاء و / أو تستخدم لأغراض علاجية. على هذا النحو ، جذبت الإيزوكسازول انتباه الكيميائيين الطبيين بسبب نشاطهم الحيوي الكبير. وبالتالي ، كان الهدف الرئيسي من هذا العمل هو اكتشاف جزيئات هجينة جديدة لها خصائص كل من مركبات الفلافونويد والإيزوكسازول من أجل التحكم في هضم الكربوهيدرات. علاوة على ذلك ، تعد مجموعة ثلاثي فلورو ميثيل كيانًا رئيسيًا في تطوير الأدوية ، نظرًا لكونها محبة للدهون القوية واستقرارها الأيضي. لذلك ، يصف العمل الحالي تكثيف فلافونول ثلاثي فلورو ميثيل تم تصنيعه سابقًا باستخدام أكاسيد أريل نيتريل مختلفة ، مما يوفر 13 جزيء هجين يشار إليه على أنه ثلاثي فلورو ميثيل الأيزوكسازول القائم على الفلافونويد. تم استنتاج هياكل المركبات التي تم الحصول عليها من تحليل 1H NMR و 13 C NMR و HRMS. أدت المركبات الـ 15 المصنعة حديثًا إلى تثبيط نشاط الأميليز بفاعلية تتراوح من 64.5 ± 0. 7 بالمائة إلى 94.7 ± 1.2 بالمائة بتركيز 5 0 ميكرومتر ، وبقيم IC50 تبلغ 12.6 ± 0.2 ميكرومتر –27.6 ± 1.1 ميكرومتر. أكثر المركبات فعالية من حيث الفعالية والفعالية كانت 3 ب ، 3 س ، 3 ي ، و 3 م. من بين ثلاثي فلورو الميثيل الجديدالفلافونويدisoxazoles ، كان المركب 3b أكثر مثبطات فعالية - نشاط الأميليز (PI=94. 7 ± 1.2 بالمائة عند 5 0 ميكرومتر) ، مع فعالية (IC 50=12. 6 ± { {13}}. 2 ميكرومتر) مماثلة لتلك الخاصة بالتحكم الإيجابي أكربوز (IC 50=12. 4 ± 0.1 ميكرومتر). أظهرت دراسة العلاقة بين البنية والنشاط بناءً على تحليل الالتحام الجزيئي انخفاض طاقة الارتباط ، ووضعًا صحيحًا للتفاعل في الجيب النشط للإنزيم المستهدف ، والقدرة على التفاعل مع المخلفات الرئيسية للانقسام الجليكوزيد (GLU {{16) }} و ASP -206) ، يشرح التأثيرات المثبطة لـ amylase التي أنشأتها العديد من المشتقات.

الكلمات الدالة:- تثبيط الأميليز مضاد لمرض السكر. مكافحة السمنة. اضافة حلقية؛ الفلافونويد. ثلاثي فلورو ميثيل أيزوكسازول القائم على الفلافونويد ؛ الالتحام الجزيئي تحليل SAR

انقر هنا لمعرفة المزيد

1 المقدمة

بدانةومرض السكري من المشاكل الصحية الرئيسية للإنسان في جميع أنحاء العالم [1،2]. في الواقع ، يتم تصنيف داء السكري في المقام الأول من خلال نسبة السكر في الدم غير المنضبط. ومع ذلك ، فإن داء السكري من النوع الأول ينتج عن اضطراب في إفراز الأنسولين (المعتمد على الأنسولين) ، بينما ينشأ النوع الثاني عادةً من مقاومة الأنسولين (تغييرات في بنية المستقبل في الخلايا المستهدفة ، مما يؤدي إلى انخفاض تقارب الهرمونات والمستقبلات) ، والاضطراب في إفراز الأنسولين ، أو كليهما [3،4]. حتمًا ، يؤدي تثبيط تحلل السكريات الأحادية إلى سكريات أحادية مناسبة للامتصاص في الخلايا إلى تنفيذ استراتيجيات أساسية للسيطرة على مرض السكري والمساعدة في إدارة السمنة [3]. إنزيم -amylase (EC.3.2.1.1) هو إنزيم هضمي يتحلل بالماء -1 ، 4- روابط جليكوسيدية للكربوهيدرات ، مثل النشويات [5]. لذلك ، يساهم تثبيط الأميليز بطريقة أو بأخرى في التحكم في هضم الكربوهيدرات [6،7] ؛ وبالتالي ، فإنه يشكل مسارًا جزئيًا لتنظيم النشاط الأنزيمي لأميليز ؛ ومن ثم فهو علاج مثالي لتنظيم السمنة ومرض السكري بالإضافة إلى المضاعفات المرتبطة بهما [4]. ارتبطت غالبية مثبطات الأميليز التجارية - مثل أكاربوز ، وميجليتول ، وفاسولامين ، وفوجليبوز - بآثار جانبية معوية ، مثل انتفاخ البطن ، وآلام البطن ، والإسهال ، وفشل الكبد ، والحساسية الشديدة للجلد ، والتهاب الأمعاء الالتهابي الكيسي [6 ]. أفضل مثبطات الأميلاز هي ما يسمى بالمثبطات التنافسية ، والتي تثبط الإنزيم بشكل لا رجعة فيه. يرتبط المثبط التنافسي بالموقع النشط للإنزيم المستهدف ، وبالتالي يمنع الركيزة من الارتباط. لذلك ، في التثبيط التنافسي ، يتنافس المثبط مع الركيزة للموقع النشط. من ناحية أخرى ، في تثبيط لا رجعة فيه ، ينفصل المانع ببطء شديد عن الإنزيم المستهدف ، حيث أصبح مرتبطًا بشدة بالإنزيم. عادةً ما ترتبط المثبطات التي لا رجعة فيها بشكل تساهمي بالموقع النشط للإنزيم عن طريق تعديل البقايا أو المجموعات الوظيفية اللازمة للنشاط الإنزيمي ، بحيث يتم تثبيط الإنزيم بشكل لا رجعة فيه. من أجل تثبيط جيد لهضم الكربوهيدرات - والذي يمكن أن يساعد في السيطرة على السمنة ، وحتى داء السكري من النوع 2 - نحتاج إلى مادة غير انتقائية قادرة على تثبيط معظم إنزيمات السكريات الهاضمة ، وهي اللعاب-أميليز ، والبنكرياس-أميلاز ، و -جلوكوزيداز [8،9]. وجدت الأبحاث السابقة حول مركبات الفلافونويد شبه المصنعة أن مشتقات الفلافونويد القائمة على الإيزوكسازول أظهرت تأثيرات كبيرة مضادة لمرض السكر عن طريق تعزيز امتصاص الجلوكوز في خلايا HepG2 المقاومة للأنسولين [10]. علاوة على ذلك ، فإن مركبات الفلافونويد هي أكبر مجموعة من المستقلبات الثانوية متعددة الفينول ، والتي توجد عادة في النباتات. هذه المستقلبات الثانوية مسؤولة عن الألوان الجذابة للأتباع والفواكه والأوراق [11]. من الناحية الهيكلية ، تحتوي مركبات الفلافونويد على هيكل عظمي كربوني C15 يتكون من حلقتين عطريتين (A) و (B) ، ترتبط ببعضهما البعض بواسطة سلسلة C3 تشكل الحلقة غير المتجانسة (C) [12]. تم الإبلاغ عن العديد من الخصائص البيولوجية لهذا النوع من مركبات البوليفينول ، مثل تثبيط الأميليز [7،13-15] ، ومضادات السكري [16،17] ، ومضادات السرطان [18،19] ، ومضادات الأكسدةالآثار [20] ، والأنشطة البيولوجية الأخرى [21-25]. ومع ذلك ، فإن هذا المظهر البيولوجي الغني قد حفز العديد من فرق البحث الكيميائي على تصنيع مركبات الفلافونويد مع شقوق وبدائل خاصة لاستهداف أنشطة بيولوجية معينة [26-30]. من ناحية أخرى ، فإن الإيزوكسازول عبارة عن دورة غير متجانسة مكونة من خمسة أعضاء لها أهمية كبيرة في الكيمياء الطبية. علاوة على ذلك ، إيزوكسازول الموجود بشكل طبيعي - مثل حمض الإيبوتينيك (المهلوس ، السم العصبي) والموسيمول (الهلوسة ، مضادات مستقبلات GABAA) [31-34] - قد جذب اهتمامًا متزايدًا من الكيميائيين وعلماء الصيدلة بسبب خصائصهم البيولوجية والصيدلانية القوية. علاوة على ذلك ، تم الكشف عن أن مشتقات الإيزوكسازول تمتلك طيفًا واسعًا من الخصائص البيولوجية ، مثل الأنشطة المضادة لمرض السكر ، والمسكنات ، ومضادات الالتهاب ، ومكافحة فيروس نقص المناعة البشرية ، ومضادة للسرطان [10،35-40]. تم استخدام حلقة الإيزوكسازول على نطاق واسع كعنصر أساسي في بناء العقاقير مثل zonisamide (مضاد الاختلاج) [41] ، فالديكوكسيب ، parecoxib (مثبطات COX -2) [42] ، و leflunomide (مضاد للروماتيزم) [43]. في العقود الأخيرة ، ازداد الطلب على مجموعة ثلاثي فلورو ميثيل لتطوير المركبات النشطة بيولوجيًا ، نظرًا لطابعها القوي في سحب الإلكترون ، واستقرارها الأيضي ، وطبيعتها المحبة للدهون ، والتي تعتبر خصائص فيزيائية كيميائية مهمة للجزيئات النشطة بيولوجيًا [44]. تم العثور على هذا الجزء المفلور لا غنى عنه في العديد من الأدوية المهمة ، بما في ذلك الفلوفينازين (مضاد الذهان ، مضاد للسرطان) [45] ، الليفلونوميد (مضاد للروماتيزم) [43] ، سيليكوكسيب (مثبط انتقائي لـ COX {{22}) [46] ، فلوكستين (مضاد للاكتئاب) [47] ، وفلوازينام (مبيد للفطريات) [48]. تشير مراجعة واحدة من الأدبيات إلى أن حمض النيكوتينيك ثلاثي فلورو الميثيل 5- قد تم الإبلاغ عنه لإظهار نشاط أميليز واعد [49]. بالإضافة إلى ذلك ، وجد أن جزيئات البيرازول - الثيازول المهجنة المكلورة هي مثبطات جيدة لإنزيم الأميليز [50] ، مما يشير أيضًا إلى أهمية ذرة الكلور في الهياكل المثبطة للأميليز. البيانات الواردة أعلاه التي تشير إلى الخصائص الفيزيائية والكيميائية الهامة لمجموعة ثلاثي فلورو ميثيل - ومساهمتها ، جنبًا إلى جنب مع مركبات الفلافونويد والأيزوكسازول ، في تثبيط الأميليز وممارسة الأنشطة المضادة لمرض السكر - شجعتنا على تحضير سلسلة جديدة من الجزيئات الهجينة ، حيث تم استخدام فلافونويد ثلاثي فلورو ميثيل يرتبط بسلسلة من أريل إيزوكسازول عبر رابط ميثيلين ، ولتقييم قوتها المثبطة لإنزيم الأميليز. تمت دراسة علاقة التركيب بالنشاط (SAR) واعتمادها من خلال تحليل الالتحام الجزيئي.

cistanche لتحسين المناعة

2. النتائج والمناقشة

2.1. الكيمياء تم الإبلاغ عن تحضير فلافونول ثلاثي فلورو ميثيل (1) - تم تصنيعه سابقًا في مختبرنا وإظهار إمكانات سامة للخلايا مثيرة للاهتمام - وفقًا للإجراء المعتمد من قبل Znati et al. (2019) [30]. تم تكثيف 5- كلورو -2- هيدروكسي أسيتوفينون باستخدام 4- (ثلاثي فلورو ميثيل) بنزالديهايد تحت إعادة تدفق الميثانول وبوجود هيدروكسيد الصوديوم لمدة 3 ساعات لإنتاج 5- كلورو {{10 }} (ثلاثي فلورو ميثيل) -2- هيدروكسي كالكون؛ بعد ذلك ، تم تدوير الحلقة الحرارية (C) وأكسدة الكربون C -3 بإضافة (H2O2 ، NaOH) لمدة ساعتين عند درجة حرارة الغرفة (المخطط 1). تم الحصول على الجزيء 1 بعائد جيد (79٪) ، بعد الترسيب في الماء المثلج. المخطط 1. المسار الصناعي للفلافونول ثلاثي فلورو ميثيل (1). تم تأكيد بنية الفلافونول (1) عن طريق التحليل الطيفي وبالمقارنة مع بيانات الأدبيات [30]. 1 ، 3- cycloaddition ثنائي القطب هو تفاعل كيميائي بين 1 ، 3- ثنائي القطب وثنائي القطب لتشكيل حلقة من خمسة أعضاء. ومن ثم ، فإن 1 ، 3- cycloaddition ثنائي القطب يعتبر أهم طريقة لتركيب مجموعة واسعة من الإيزوكسازول. علاوة على ذلك ، فإن التركيب النوعي للأيزوكسازول المحفز بواسطة النحاس (I) تحت إشعاع الميكروويف يعتمد على [3 زائد 2] cycloaddition بين الألكينات الطرفية (dipolarophiles) وأريل nitrile oxides (dipoles) ، مما يوفر حصريًا 3 ، 5- تم تفكيكها ريجيوسومرات [39،51]. نهجنا لاستهداف إيزوكسازول ثلاثي فلورو ميثيل الفلافونويد (3 أ-م) ، بدأ أولاً من خلال تحضير ثنائي القطب (2) عن طريق مجموعة الهيدروكسيل في الموضع C -3 من الفلافونول (1) في DMF اللامائي لـ ساعتان عند درجة حرارة الغرفة ، في وجود K2CO3 ، كما هو موضح في المخطط 2. تم تحضير ثنائي القطب (2) بعائد ممتاز (94 بالمائة). مخطط 2. المسار التركيبي لل dipolarophile (2).

تم إنشاء هيكل المركب 2 وفقًا لبياناته الطيفية. في الواقع ، بالإضافة إلى الإشارات المقابلة للبروتونات والكربون التي أدخلتها الفلافونول (1) ، تم اكتشاف إشارات جديدة لشق البروبارجيل في أطياف 1H و 13 C NMR. علاوة على ذلك ، أظهر طيف 1H NMR للطيف ثنائي القطب (2) ، المسجل في CDCl3 عند 300 ميجاهرتز ، مضاعفة عند δH 5.06 (2H ، d ، J=2. 4 Hz) المطابق لبروتون الميثيلين H {{13 }} "وثلاثة توائم عند δH 2.36 (1H، t، J=2. 4 هرتز) المنسوبة إلى بروتون مجموعة الإيثينيل (H -3"). أكد طيف 13C NMR إدخال مجموعة propargyl من خلال ملاحظة إشارات جديدة عند C 78.4 و 76.9 و 59.6 ، المنسوبة إلى C -2 "و C -3" و C {{29} } "، على التوالي. هيدروكسيميل كلوريدات a m هي السلائف الرئيسية للأجيال الموجودة في الموقع من أكاسيد أريل النتريل - الكواشف التي تشارك في تفاعل 1 ، 3- cycloaddition ثنائي القطب لتخليق isoxazoles. السلائف (a –m) من الألدهيدات المناسبة وفقًا للإجراء العام الموصوف بواسطة Himo et al. (2005) [51]. تم الحصول على كلوريد الهيدروكسيل المرغوب (a - m) مع عوائد جيدة تتراوح من 80 إلى 98 بالمائة (الجدول) 1) وهكذا ، تشكلت أكاسيد النتريل المقابلة في الموقع عن طريق نزع الهلونة من كلوريد الهيدروكسيل المقابل باستخدام ثلاثي إيثيل أمين كقاعدة. م).

تم تطبيق تفاعل cycloaddition ثنائي القطب 1 ، 3- في نهج خاص بشروط محددة باستخدام ألكين طرفي (2) وكلوريدات الهيدروكسيل المختلفة (أ - م) المستبدلة بشكل مختلف (المخطط 3). يتم سرد النتائج التي تم الحصول عليها في الجدول 1. المخطط 3. المسار الاصطناعي لفلافونويد أيزوكسازول 3 أ-م. أجريت جميع التفاعلات تحت إشعاع الميكروويف (25 0 واط) في DMF في وجود ثلاثي إيثيل أمين ويوديد كيوبروس (CuI) لمدة 5 دقائق. تم عزل المنتجات من خليط التفاعل عن طريق تنقية بسيطة على عمود هلام السيليكا. تم الحصول على 3 محضرات حديثًا ، {{1 0}} أيزوكسازول غير محلول (3 أ-م) في غلات تتراوح من 73 إلى 96 في المائة (الجدول 1). تم تحديد هياكل الأيزوكسازول المركب على أساس الفلافونويد (3 أ-م) (الجدول 1) عن طريق 1H و 13 C NMR و DEPT 135. وأظهرت أطياف 1H NMR لهذه المركبات صدى واحد عند δH 6.3 {{68) }} - 6.6 0 يُعزى إلى بروتون الميثين H -4 "من حلقة إيزوكسازول ، وقبعة أخرى عند δH 5.35–5.45 تُعزى إلى بروتون الميثيلين H -6" ، وإشارات أخرى في منطقة البروتون العطرية المتعلقة بالبروتونات التي أدخلتها مجموعة الأريل. علاوة على ذلك ، تم تأكيد هذه الهياكل من خلال أطياف 13C NMR و DEPT 135 ، والتي تُظهر جميع إشارات الكربون المتوقعة - خاصة الإشارات العطرية التي تقدمها كلوريدات الهيدروكسيل المستخدمة ، بالإضافة إلى كربون الميثين C -4 "من حلقة إيزوكسازول يتردد صداها عند درجة حرارة C 1 {{9 {1 {{1 0 5}} 0}}} 2.5–1 0 3. 0 ، و التي تنعكس إشاراتها في طيف DEPT 135 ، يتردد صداها عند C 63.5–63.9 ، المنسوبة إلى الميثيلين C -6 ". 2.2. تقييم تثبيط الأميليز للسيطرة على نشاط الإنزيم ، يعتبر التثبيط من أنجح الوسائل العلاجية. لذلك ، فإن تثبيط إنزيم -amylase يشكل مسارًا جزئيًا لإدارة مرض السكري والتحكم في الوزن ، عن طريق إعاقة هضم الكربوهيدرات. حتى الآن ، شكلت العقاقير مثل أكاربوز جزءًا من ترسانة الأدوية المستخدمة لعلاج مرض السكري والسمنة. ومع ذلك ، لا يستخدم أكاربوز كعلاج وحيد ، بسبب فعاليته وآثاره الجانبية ؛ بدلاً من ذلك ، يتم استخدام أكاربوز كعلاج إضافي وغالبًا ما يتم استخدامه مع أدوية سكر الدم الأخرى. إلى جانب هذا ، يستخدم هذا الدواء بشكل شائع كمركب قياسي في دراسة تثبيط الأميليز. في هذه الدراسة ، تم تقييم 15 مركبًا مركبًا (1 ، 2 ، 3 أ-م) لنشاطها المثبط للأميلاز. تم التعبير عن النتائج في فاعلية (IC5 0 ± SEM µM) والفعالية (PI عند 5 0 ميكرومتر) معلمات ، وتم تقديمها في الجدول 2. وفقًا للنتائج ، الجزيئات المركبة (1 ، 2 و 3 أ م) تشير إلى نشاط مضاد لـ - - الأميليز (p أقل من أو يساوي 0. 0 5) ، مع فعالية تتراوح بين 64.5 ± {{177} } .7 إلى 94.7 ± 1.2 بالمائة بتركيز 5 0 ميكرومتر ، وقدرات قيم IC5 {{2 {2 0 7}} 2}} تتراوح بين 12.6 ± {{219} } .2 إلى 27.6 ± 1.1 ميكرومتر. من بين الأيزوكسازول القائم على الفلافونويد ثلاثي فلورو ميثيل المُعد حديثًا ، وجد أن 3b (R 1=F ، R 2=H) هو الأقوى (IC 50=12 .6 ± 0.2 ميكرومتر) و الأكثر فعالية (PI=94. 7 ± 1.2٪ عند 50 ميكرومتر) لتثبيط نشاط إنزيم -amylase. تم العثور على هذه القيم الهامة لتكون قابلة للمقارنة مع تلك الخاصة بالأكاربوز (PI=97. 8 ± 0.5 بالمائة عند 50 ميكرومتر ؛ IC 50=12. 4 ± 0.1 ميكرومتر) ، تستخدم كمادة قياسية. وبالمثل ، يمكن اعتبار المركبات 3h و 3j و 3m نشطة بيولوجيًا من حيث الفعالية والفعالية (PI=93. 1 ± 0.9 بالمائة -93.5 ± 1.1 بالمائة عند 50 ميكرومتر ؛ IC 50=13. 3 ± 0.2 ميكرومتر –13.8 ± 0.1 ميكرومتر) مقارنة مع نظيرتها 3 ب والأكاربوز. تم العثور أيضًا على بقية المركبات (1 ، 2 ، 3 أ ، 3 ج ، 3d ، 3 هـ ، 3 ف ، 3 جم ، 3 ط ، 3 ك ، 3 لتر) أيضًا لتكون قادرة على تثبيط إنزيم -amylase ، لكنها تظل أقل فعالية (PI {{ 140}}. 5 ± 0.7 بالمائة –87.1 ± 0.7 بالمائة عند 50 ميكرومتر ؛ IC 50=14 .4 ± 0.2 ميكرومتر إلى 27.6 ± 1.1 ميكرومتر) من النظائر المذكورة أعلاه. إن نشاط مضاد - - amylase الذي تحققه المركبات المركبة يتوافق مع التقارير السابقة ، ومن بينها Nie et al. (2020) [10] ذكر أن الإيزوكسازول القائم على الفلافونويد يمكن أن يعرض سقالات قيمة لاكتشاف الأدوية المضادة لمرض السكر. من خلال مقارنة هياكل وأنشطة الجزيئات المُصنَّعة ، أظهرت المركبات 3bd المهلجنة في الموضع البارز لمجموعة فينيل المرتبطة بحلقة إيزوكسازول ، فعالية كبيرة (PI=85. 4 ± 0.9 في المائة - 94.7 ± 1.2 في المائة عند 50 ميكرومتر) والفعالية (IC 50=12. 6 ± 0.2 ميكرومتر - 14.6 ± 0.3 ميكرومتر) في تثبيط إنزيم الأميليز. تتوافق هذه النتيجة جيدًا مع الأدبيات ، حيث تُظهر أن وجود ذرات الهالوجين (F ، Cl ، أو Br) في الهيكل كان ضروريًا لتثبيط أميليز قوي [49،50]. بالإضافة إلى ذلك ، سمحت لنا دراسة العلاقة بين البنية والنشاط باستنتاج أن تأثيرات الجاذب الاستقرائي (I) والمتبرع المتوسط ​​(بالإضافة إلى M) تزيد من فعالية وكفاءة مثبطات الأميليز (نشاط المشتق المفلور 3 ب (R {{186} } F ، R 2=H ؛ PI=94. 7 ± 1.2 بالمائة عند 50 ميكرومتر ؛ IC 50=12. 6 ± 0.2 ميكرومتر) أعلى من المشتق المكلور 3c (R { {198}} Cl ، R 2=H ؛ PI=87. 1 ± 0.7 بالمائة عند 50 ميكرومتر ؛ IC 50=14. 4 ± 0.2 ميكرومتر) ، متبوعًا بالمشتق المبروم ثلاثي الأبعاد (R 1=Br، R 2=H؛ PI=85. 4 ± 0.9 بالمائة عند 50 ميكرومتر ؛ IC 50=14. 6 ± 0.3 ميكرومتر)) ، وفقًا للدراسات السابقة [ 4،49]. من الواضح أن تثبيط الأميليز يزيد مع تأثيرات الجاذب الاستقرائي (I) والمتبرع المتوسط ​​(بالإضافة إلى M) لذرات الهالوجين.

2.3 دراسات الالتحام الجزيئيإنزيم -amylase (EC 3.2.1.1) - جليكوزيل هيدرولاز - يتحلل -1 ، 4- روابط جليكوسيدية في النشويات ، مثل الأميلوز. يتكون التركيب البلوري لإنزيم -amylase (PDB: 7TAA) من سلسلة A بطول تسلسل يبلغ 478 حمض أميني [52]. الأميليز هو أحد أهم الإنزيمات الرئيسية المسؤولة عن هضم الكربوهيدرات [5]. وبالتالي ، فإن منع إنزيم -amylase يوفر استراتيجية للسيطرة على مرض السكري والمساعدة في إدارة السمنة [6،7]. تم إجراء تحليل الالتحام الجزيئي الشامل لاستكشاف وضع الربط ، وتحديد التفاعلات المحتملة للجزيئات المركبة (1 ، 2 ، و 3 أ-م) داخل جيب الربط الكاردي للماء لـ ABC (أكاربوز سداسي السكاريد المعدل) للبنية البلورية للبروتين من Aspergillus oryzae - إنزيم الأميليز (PDB: 7TAA) [52] باستخدام برنامج AutoDock Vina ، وترشيد النشاط التثبيطي الملحوظ في المختبر للمركبات المركبة حديثًا. تمت دراسة جميع الجزيئات المُصنَّعة (1 ، 2 ، 3 أ م) - والأكاربوز ، كمادة معيارية - في السيليكو. الطاقات الملزمة وتفاصيل التفاعل (عدد التفاعلات ، عدد الأحماض الأمينية المتفاعلة ، الأحماض الأمينية المتفاعلة ، الروابط الهيدروجينية) للروابط مع الإنزيم المستهدف معروضة في الجدول 2. من نتائج الالتحام في السيليكو (الجدول 2) ، لوحظ أن المركبين 1 و 2 أظهروا طاقات ربط جيدة (−7.7 و 7.8 كيلو كالوري / مول ، على التوالي) داخل موقع ربط إنزيم الأميليز (PDB: 7TAA). هذه القيم قابلة للمقارنة مع تلك الموجودة في المادة القياسية (أكاربوز ، 7.9 كيلو كالوري / مول) ، مما يسمح لها بالتناسب بشكل إيجابي مع الموقع النشط للإنزيم المستهدف. ومن المثير للاهتمام ، أن الإيزوكسازولات القائمة على الفلافونويد (3 أ-م) المركبة حديثًا أعطت النتائج المتوقعة. كانوا بشكل صحيح في وضع الترابط وأظهروا طاقات ربط رائعة تتراوح من -9.6 إلى -8.2 كيلو كالوري / مول (الجدول 2). هذا من شأنه أن يسمح لهم جميعًا بالتناسب بشكل إيجابي مع الموقع النشط لإنزيم -amylase ، أفضل من الأكاربوز. تتم مناقشة وضع الارتباط للمركبات الثلاثة الأكثر نشاطًا (3 ب ، و 3 س ، و 3 ج) مع الإنزيم المستهدف أدناه. أظهر المركب 3 ب - المانع الأكثر فعالية وفعالية لإنزيم -amylase في السلسلة المختبرة من isoxazoles القائم على ثلاثي فلورو ميثيل الفلافونويد - طاقة ربط ممتازة تبلغ 9.6 kcal / mol. بالإضافة إلى ذلك ، يشير وضع الربط 3 ب إلى أنه متورط في 16 تفاعلًا غير تساهمي مع 10 أحماض أمينية (الجدول 2). بشكل دقيق ، تشكل مجموعة ميثوكسيل 3- (3- (4- فلوروفينيل) إيزوكسازول -5- يل) رابطتين هالوجين (فلورين) مع ASP -206 ، وهو رقم Pi - رابطة على شكل حرف Pi مع TYR -82 ، رابطة Pi – cation مع HIS -80 ، جزيئات 2021 ، 26 ، 5214 8 من 18 رابطتين هيدروجينيتين تقليديتين مع ARG {{71 }} و Pi – anion ورابطة كربون-هيدروجين مع بقايا ASP -340. علاوة على ذلك ، فإن مجموعة ثلاثي فلورو ميثيل المرتبطة بـ C -40 من الهيكل العظمي للفلافونويد تشارك في ارتباط الهيدروجين التقليدي بـ GLY -167 واثنين من روابط الألكيل مع LEU -166 و LEU -173 amino الأحماض. من ناحية أخرى ، يتفاعل الهيكل العظمي flflavonoid عبر رابطة Pi-anion مع ASP -340 ، ورابطة هيدروجين تقليدية مع GLN -35 ، و Pi-alkyl واثنين من روابط Pi-Pi مكدسة مع TYR { {80}} (الشكل 1).

الشكل 1. يلائم المركب 3b جيب الربط الكارهة للماء لـ ABC في PDB: 7TAA.

علاوة على ذلك ، أظهر المركب 3h طاقة ربط مثيرة للاهتمام تبلغ 9.3 kcal / mol. يوضح وضع الربط الخاص به أنه متورط في 15 تفاعلًا غير تساهمي مع 10 بقايا (الجدول 2). وفقًا لذلك ، تشير البصيرة الجزيئية من تحليل الإرساء إلى أن مجموعة ميثوكسيل 3- (3- (4- methoxyphenyl) isoxazole -5- yl) تشكل رابطتين كربون-هيدروجين مع GLU {{12 }} ، رابطة على شكل Pi – Pi T مع TYR -82 ، رابطان هيدروجين تقليديان مع ARG -344 ، رابطة كربون-هيدروجين مع HIS -80 ، ورابطة Pi-anion مع بقايا ASP -340. علاوة على ذلك ، تشارك مجموعة ثلاثي فلورو ميثيل في رابطة هيدروجين تقليدية مع GLY -167 ، وتفاعلان ألكيل مع الأحماض الأمينية LEU -166 و LEU -173. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تضمين الهيكل العظمي flflavonoid في رابطة هيدروجينية تقليدية مع GLN -35 ، ورابطة Pi-anion مع ASP -340 ، وروابط Pi – Pi مكدسة ، ورابطة Pi-alkyl مع TYR { {24}} (شكل 2)

من ناحية أخرى ، أظهر المركب 3j طاقة ارتباط كبيرة تبلغ 9.2 kcal / mol. يوضح وضع الربط الخاص به أنه متورط في 16 تفاعلات غير تساهمية مع 13 حمض أميني (الجدول 2). لذلك ، يشير التحليل المتعمق للالتحام الجزيئي إلى أن مجموعة الميثوكسيل 3- (3- (4- بوتوكسي -3- كلوروفينيل) أيزوكسازول -5- يل) تشكل شقين تقليديين روابط هيدروجينية مع ARG -344 ، وثلاثة روابط Pi-alkyl مع TYR -82 ، و HIS -210 ، و HIS -296 ، وهو تفاعل ألكيل مع LEU -232 ، رابطة كربون-هيدروجين مع بقايا GLU -230 ورابطة Pi-anion مع ASP -340 ورابطة Pi-cation مع HIS -80. بالإضافة إلى ذلك ، فإن مجموعة ثلاثي فلورو ميثيل المرتبطة بالحلقة العطرية B للهيكل العظمي الفلافونويد تشارك في رابطة هيدروجين تقليدية مع GLY -167 وتفاعلان ألكيل مع مخلفات LEU -166 و LEU -173. علاوة على ذلك ، فإن الهيكل العظمي للفلافونويد متورط في رابطة هيدروجين تقليدية مع GLN -35 و Pi-alkyl واثنين من روابط Pi-Pi مكدسة مع الحمض الأميني TYR -75 (الشكل 3). في إنزيم Aspergillus oryzae -amylase (PDB: 7TAA) ، فإن محبي النواة والحمض الحفاز / المخلفات القاعدية ، المسؤولة عن انقسام روابط الجليكوسيد ، هي أحماض أمينية ASP -206 و GLU -230 ، على التوالي [5]. لذلك ، فإن التفاعلات بين البروتين والرابط ، بشكل أساسي عبر مخلفات GLU -230 و ASP -206 ، هي أفضل طريقة لمنع انقسام الروابط الجليكوسيدية. في الواقع ، طاقة الربط المنخفضة ، وتشكل الربط الصحيح ، والقدرة على التفاعل مع المخلفات الرئيسية للانقسام الجليكوزيدي (GLU -230 و ASP -206) ، وعدد كبير من التفاعلات في الجيب النشط يمكن أن يفسر الإنزيم المستهدف (الجدول 2) الفعالية المثبطة القوية للأميليز التي تحددها معظم المركبات.

الشكل 3. المركب 3j يلائم جيب الربط الكارهة للماء من ABC في PDB: 7TAA

3. المواد والطرق

3.1. تجريبية عامةالإجراءات تم تقطير جميع المذيبات المستخدمة حديثًا قبل استخدامها. تمت مراقبة جميع التفاعلات الكيميائية باستخدام ألواح TLC التجارية (Silica gel 60 ، F254 ، SDS). تم استخدام جهاز Büchi 510 لتحديد نقاط الانصهار. تم تسجيل جميع أطياف 1H NMR (300 MHz) و DEPT 135 و 13C NMR (75 MHz) في الكلوروفورم المذاب وثنائي ميثيل سلفوكسيد-d6 باستخدام مطياف Bruker AC -300. تم الإبلاغ عن جميع التحولات الكيميائية (δ) في أجزاء في المليون (جزء في المليون) ، وتم إعطاء ثوابت اقتران (J) في Hertz (Hz) ، وتم استخدام رنين المذيب المتبقي غير المؤذي كمرجع داخلي. تم تشغيل أطياف DCI-HRMS في aWaters GCT 1er في وضع الأيونات الإيجابية. تم تسجيل أطياف ESI-HRMS باستخدام ESI-TOF (Waters LCT ، Markham ، أونتاريو ، كندا) في وضع الأيونات الإيجابية باستخدام وضع الانعكاس.

4 - نتائج

تم تقييم الإيزوكسازول المركب حديثًا المكون من ثلاثي فلورو ميثيل الفلافونويد (3 أ - م) في المختبر من أجل نشاط تثبيط الأميليز ، ولوحظت نتائج مهمة. أظهرت قنوات cycloadducts 3b و 3 h و 3j و 3 m فعالية وقوة مماثلة لتلك الموجودة في الأكاربوز المستخدمة كمواد قياسية لتثبيط إنزيم الأميليز. بالإضافة إلى ذلك ، أظهر تحليل العلاقة بين التركيب والنشاط أن المشتقات المهلجنة والألكوكسيلية كانت أكثر المركبات نشاطاً. وفقًا لتحليل silicodocking ، أظهر isoxazoles القائم على الفلافونويد ثلاثي الفلافونيد طاقة ربط منخفضة ، وعددًا كبيرًا من التفاعلات ، وموضع الربط الصحيح في الجيب النشط للإنزيم المستهدف. تفاعل معظمها مع محبي النواة وحمض الحفاز / المخلفات القاعدية (GLU -230 و ASP -206) ، مما قد يفسر فعاليتها وفعاليتها في تثبيط النشاط الإنزيمي لأميليز. تشجع الأنشطة الواعدة التي تعرضها المركبات الهجينة المركبة مشاركتها كمرشحين لاكتشاف عوامل جديدة مضادة لمرض السكر والسمنة. ومع ذلك ، يجب أن تأخذ الدراسات المتعمقة للغاية وعوامل الأمان في الاعتبار المخاطر المرتبطة بجدة المادة الفعالة ، والسمية ، والثبات ، والذوبان في الوسط المائي ، والخصائص الدوائية ، بما في ذلك الموثوقية التي يمكن من خلالها مراقبة الآثار الجانبية في البشر قبل ظهور تأثيرات خطيرة / لا رجعة فيها. المواد التكميلية: ما يلي متاح على الإنترنت ، أطياف الرنين المغناطيسي النووي للمركبات المركبة (1 ، 2 ، و 3 أ-م) ، الجدول S1: منحنيات التركيز والاستجابة المستخدمة لحساب قيم IC50 مساهمات المؤلف: التصور FKA و IS ؛ منهجية HBJ. برنامج IS andH.NA ؛ التحقق من صحة ، FKA ، و AC ؛ التحليل الرسمي، تعليم مخاطر الألغام؛ التحقيق ، FKA و IS ؛ الموارد ، BYA ؛ معالجة البيانات ، FKA و IS ؛ الكتابة - إعداد المسودة الأصلية ، FKA و IS ؛ كتابة - مراجعة وتحرير، HBJ؛ التصور ، FKA و BYA ؛ الإشراف ، HBJ ؛ إدارة المشروع ، FKA و HBJ ؛ الحصول على التمويل ، FKA لقد قرأ جميع المؤلفين النسخة المنشورة من المخطوطة ووافقوا عليها. التمويل: لم يتلق هذا البحث أي تمويل خارجي بيان مجلس المراجعة المؤسسية: لا ينطبق بيان الموافقة المستنيرة: لا ينطبق بيان توافر البيانات: لا ينطبق شكر وتقدير: يعرب المؤلفون عن تقديرهم لعمادة البحث العلمي في الإمام محمد بن سعود الإسلامي جامعة لتمويل هذا العمل من خلال مجموعة البحث. RG -21-09-69. تضارب المصالح: يعلن المؤلفون عدم وجود تضارب في المصالح. توفر العينات: لا تتوفر عينات من المركبات من المؤلفين.

مراجع
1. بوطيب ، أ. س. بوطيب ، عبء الأمراض غير السارية في البلدان النامية. كثافة العمليات J. Equity Health 2005، 4، 1–8. [CrossRef]
2. فاغنر ، KH ؛ Brath، H. وجهة نظر عالمية حول تطور الأمراض غير السارية. السابق. ميد. 2012 ، 54 ، S38 – S41. [CrossRef]
3. Tseng، CH الآليات البيولوجية المحتملة لمرض السكري الناجم عن الزرنيخ. توكسيكول. تطبيق فارماكول. 2004 ، 197 ، 67-83. [CrossRef]
4 - سالا د. Zorzano، A. التحكم التفاضلي في الكتلة العضلية في النوع الأول والنوع الثاني من داء السكري. خلية. مول. علوم الحياة. 2015 ، 72 ، 3803-3817. [CrossRef]
5. Brzozowski، AM؛ Davies، GJ بنية الرشاشيات oryzae -amylase المركب مع مثبط أكاربوز بدقة 2. 0 Å. الكيمياء الحيوية 1997 ، 36 ، 10837-10845. [CrossRef]
6. Jayaraj، S. سوريش ، إس. Kadeppagari ، مثبطات RK Amylase وتطبيقاتها الطبية الحيوية. نشا ستارك 2013، 65، 535-542. [CrossRef]
7. خان ، إس. نذير م. Raiz ، N. ؛ سليم ، م. Zengin ، G. ؛ فضل ، ج. سليم ، ح. مختار م. توسيف ، ميشيغان ؛ تارين ، ظهير أيمن ؛ وآخرون. التنميط الكيميائي النباتي ، الخصائص البيولوجية في المختبر وفي دراسات السيليكو على مخزون Caragana ambigua (Fabaceae): نهج شامل. إنتاج المحاصيل الصناعية. 2019 ، 131 ، 117-124. [CrossRef]
8. بيرج ، جي إم ؛ تيموكزكو ، جيه إل ؛ Stryer، L. يمكن أن تثبط إنزيمات معينة بواسطة جزيئات معينة. في الكيمياء الحيوية ، الطبعة الخامسة ؛ WH فريمان: نيويورك ، نيويورك ، الولايات المتحدة الأمريكية ، 2002.
9. كام ، أ. لي ، كم ؛ رازموفسكي-ناوموفسكي ، ف. نامي ، س. شي ، ياء ؛ تشان ، ك. Li، GQ دراسة مقارنة عن التأثيرات المثبطة للأجزاء المختلفة والمكونات الكيميائية للرمان على -amylase و -glucosidase. فيتوثر. الدقة. 2013 ، 27 ، 1614–1620. [CrossRef]
10. ني ، جي بي ؛ Qu ، ZN ؛ تشين ، واي. تشين ، ج. جيانغ ، واي. جين ، مينيسوتا ؛ يو ، واي. نيو ، ويسكونسن ؛ دوان ، المقر الرئيسي ؛ الاكتشاف والتأثيرات المضادة للسكري لمشتقات الفلافونويد القائمة على إيزوكسازول. Fitoterapia 2020، 142، 104499. [CrossRef]
11. ماليشيف ، د. Kunti´c ، V. التحقيق في مخلّبات الفلافونويد المعدني وتحديد مركبات الفلافونويد عبر تفاعلات مركبات الفلافونويد المعدنية. ج. سيرب. تشيم. شركة 2007 ، 72 ، 921-939. [CrossRef]
12 - بينهيرو ، بي إف ؛ Goncalon، CJ Structural Analysis of Flavonoids والمركبات ذات الصلة - مراجعة للتطبيقات الطيفية. في المواد الكيميائية النباتية - منظور عالمي لدورها في التغذية والصحة ؛ InTech: لندن ، المملكة المتحدة ، 2012.
13. لو بيبارو ، إي. شعيب ، ح. فري ، ن. وليامسون ، ج. جريجوروف ، م. تشو ، سي جيهالفلافونويدالسيطرة على هضم النشا: المتطلبات الهيكلية لتثبيط الأميليز البشري. جيه ميد. تشيم. 2008 ، 51 ، 3555–3561. [CrossRef]
14. Xiao، J .؛ ني ، العاشر ؛ كاي ، جي ؛ تشن ، X. مراجعة حول علاقة التركيب بالنشاط الغذائيمثبطات البوليفينولأميليز. كريت. القس علوم الغذاء. نوتر. 2013 ، 53 ، 497-506. [CrossRef] [PubMed]
15. هوا ، ف. ؛ تشو ، ب. وو ، هاي تشو ، جي إكس ؛ شي ، ZW ؛ Bao ، GH تثبيط -جلوكوزيداز وأميلاز بواسطة جليكوسيدات الفلافونويد من شاي Lu'an GuaPian: آلية الالتحام الجزيئي والتفاعل. وظيفة الغذاء. 2018 ، 9 ، 4173-4183. [CrossRef] [PubMed]
16. فيناياغام ، ر. Xu ، B. الخصائص المضادة لمرض السكر للفلافونويد الغذائية: مراجعة الآلية الخلوية. نوتر. متعب. 2015 ، 12 ، 1-20. [CrossRef] [PubMed] 17. غرباني ، أ. آليات التأثيرات المضادة لمرض السكر من روتين الفلافونويد. بيوميد. فارماكوثر. 2017 ، 96 ، 305-312. [CrossRef] [PubMed]