Preview

Пищевые системы

Расширенный поиск

Количественное соотношение «структура-активность» (QSAR) биосоединения ацилализарина красного, производного корней марены красильной, и его свойств в аспектах ADMET в качестве вещества-кандидата, препятствующего развитию рака молочной железы, в сравнении с белковым рецептором ММП-9: исследование in silico

https://doi.org/10.21323/2618-9771-2024-7-2-312-320

Аннотация

Ализарин представляет собой полициклическое соединение, выделенное из корней растения марена красильная (Rubia tinctorum), которое потенциально может представлять интерес как средство в лечении рака молочной железы. Повысить противораковую активность можно путем модификации структуры вещества с получением производных в виде замещения группы в метаположении с применением ацила. Цель данной работы — прогнозирование противоракового действия ализарина и его производных на рецепторе ММП-9 при помощи молекулярного докинга. Важные факторы биологической активности будут определены с помощью количественного соотношения структура-активность (QSAR) и прогнозируемых параметров всасывания, распределения, метаболизма, выведения и токсичности (ADMET). С помощью инструмента MVD был осуществлен молекулярный докинг рецептора MMP 9 (4WZV.pdb). LogP, Etot и MR — это физико-химические параметры, которые исследуются для получения QSAR. Для анализа QSAR использовался пакет программ обработки статистических данных (SPSS). Программа pkCSM использовалась для определения прогнозируемых параметров ADMET. Согласно результатам докинга, ацильные производные ализарина имеют более низкую степень переранжирования, нежели ализарин. Результаты анализа параметров QSAR показали, что logP и Etot оказали наибольшее влияние на активность соединения ализарина и его производных. Результаты прогноза параметров ADMET показывают, что ацилализарин менее вреден, и превосходит ализарин по своим полезным свойствам. Показано, что можно синтезировать производные ацилализарина, в частности октаноат ализарина, для их использования в качестве средства лечения рака молочной железы.

Об авторах

М. Р.Т. Алифансья
Кафедра фармацевтических наук, фармацевтический факультет, Университет Эйрлангга
Индонезия

Алифиансия Мохамад Радика Тори — бакалавр фармакологии, кафедра фармацевтических наук, фармацевтический факультет, Университет Айрлангга.

60115, Восточная Ява, Сурабая, округ Мулиорехо, ул. Мулиорехо

Тел.: +628–573–042–07–56



М. А. Хердиансья
Кафедра биологии, факультет науки и технологий, Universitas Airlangga Университет Эйрлангга
Индонезия

Хердиансиах Мохаммад Акилах — бакалавр биологии, отделение биологии, факультет науки и технологии, Университет Айрлангга.

60115, Восточная Ява, Сурабая, округ Мулиорехо, ул. Мулиорехо



Р. К. Пративи
Кафедра фармацевтических наук, фармацевтический факультет, Университет Эйрлангга
Индонезия

Пративи Рахма Синтия — бакалавр фармакологии, кафедра фармацевтических наук, фармацевтический факультет, Университет Айрлангга.

60115, Восточная Ява, Сурабая, округ Мулиорехо, ул. Мулиорехо

Тел.: +918–126–00–96–20



Р. П. Прамести
Кафедра фармацевтических наук, фармацевтический факультет, Университет Эйрлангга
Индонезия

Прамести Рагил Путри — бакалавр фармакологии, кафедра фармацевтических наук, фармацевтический факультет, Университет Айрлангга.

60115, Восточная Ява, Сурабая, округ Мулиорехо, ул. Мулиорехо

Тел.: +628–533–419–33–18



Н. В. Хафсия
Кафедра фармацевтических наук, фармацевтический факультет, Университет Эйрлангга
Индонезия

Хафсиах Нисриена Вийдан — бакалавр фармакологии, кафедра фармацевтических наук, фармацевтический факультет, Университет Айрлангга.

60115, Восточная Ява, Сурабая, округ Мулиорехо, ул. Мулиорехо

Тел.: +628–223–034–06–86



А. П. Рания
Кафедра фармацевтических наук, фармацевтический факультет, Университет Эйрлангга
Индонезия

Рания Атайя Путри — бакалавр фармакологии, кафедра фармацевтических наук, фармацевтический факультет, Университет Айрлангга.

60115, Восточная Ява, Сурабая, округ Мулиорехо, ул. Мулиорехо

Тел.: +628–223–329–02–94



Дж. Э.Р.П. Путра
Кафедра биологии, факультет науки и технологий, Universitas Airlangga Университет Эйрлангга
Индонезия

Путра Джустиция Эка Ризки Пердана — бакалавр биологии, отделение биологии, факультет науки и технологии, Университет Айрлангга.

60115, Восточная Ява, Сурабая, округ Мулиорехо, ул. Мулиорехо

Тел.: +628–122–612–38–60



П. А. Кахионо
Кафедра биологии, факультет науки и технологий, Universitas Airlangga Университет Эйрлангга
Индонезия

Кахионо Путри Аминанда — бакалавр биологии, отделение биологии, факультет науки и технологии, Университет Айрлангга.

60115, Восточная Ява, Сурабая, округ Мулиорехо, ул. Мулиорехо

Тел.: +628–180–373–91–28



. Литазкийя
Кафедра биологии, факультет науки и технологий, Universitas Airlangga Университет Эйрлангга
Индонезия

Литацкия - бакалавр биологии, отделение биологии, факультет науки и технологии, Университет Айрлангга.

60115, Восточная Ява, Сурабая, округ Мулиорехо, ул. Мулиорехо

Тел.: +628–579–946–30–57



С. К. Мухаммад
Кафедра физики, факультет науки и технологий, Университет Эйрлангга
Индонезия

Мухаммад Сироджуддин Холил — бакалавр биомедицинской инженерии, кафедра физики, факультет науки и технологии, Университет Айрлангга.

60115, Восточная Ява, Сурабая, округ Мулиорехо, ул. Мулиорехо

Тел.: +628–151–578–86–71



А. А.А. Муртадло
Кафедра биологии, факультет науки и технологий, Universitas Airlangga Университет Эйрлангга; Отдел исследований и разработок, Джалан Тенга
Индонезия

Муртадло Ахмад Аффан Али — бакалавр биомедицинской инженерии, магистрант кафедры биологии факультета науки и технологий, Университет Айрлангга.

60115, Восточная Ява, Сурабая, округ Мулиорехо, ул. Мулиорехо

Тел.: +628–581–653–43–15



В. Д. Харисма
Кафедра биологии, факультет науки и технологий, Universitas Airlangga Университет Эйрлангга; Отдел исследований и разработок, Джалан Тенга
Индонезия

Харишма Виол Дхеа — магистр наук, аспирант, кафедра биологии, факультет науки и техники, Университет Айрланга.

60115, Восточная Ява, Сурабая, округ Мулиорехо, ул. Мулиорехо

Тел.: +628–121–78–70–02



А. Н.М. Ансори
Отдел исследований и разработок, Джалан Тенга; Аспирантура, Университет Эйрлангга; Институт фармацевтических наук Уттаранчала, Университет Уттаранчала, Дехрадун, Индия
Индонезия

Анзори Ариф Нур Мухаммад — PhD, Доктор ветеринарных наук, научный сотрудник аспирантуры, Университет Айрлангга.

60115, Восточная Ява, Сурабая, округ Мулиорехо, Джл. Айрлангга 4–6

Тел.: +628–214–464–78–32



В. Джахмола
Институт фармацевтических наук Уттаранчала, Университет Уттаранчала
Индия

Яхмола Викаш — профессор, Уттаранчальский институт фармацевтических наук, Уттаранчальский университет

248007, Уттаракханд, Дехрадун, ул. Чакрата

Тел.: +918–126–00–96–20



П. К. Ашок
Институт профессиональных исследований Гьяни Индера Сингха
Индия

Ашок Правин Кумар — доктор фармацевтических наук, преподаватель, Институт профессиональных исследований Гьяни Индер Сингха.

248003, Уттаракханд, Синола, Дехрадун

Тел.: +91–941–169–90–52



Дж. М. Калра
Школа фармацевтических наук, Гари Гурурам Рам Раи Университет
Индия

Калра Джьоти Майтани — доктор фармацевтических наук, преподаватель Школы фармацевтических наук Университета Шри Гуру Рам Рай.

248001, Дехрадун, Уттаракханд

Тел.: +91–989–752–65–68



Х. Пурнобасуки
Кафедра биологии, факультет науки и технологий, Universitas Airlangga Университет Эйрлангга
Индонезия

Пурнобасуки Хери — доктор биологических наук, профессор кафедры биологии факультета науки и технологий Университета Эйрлангга

60115, Восточная Ява, Сурабая, округ Мулиорехо, Джл. Айрлангга 4–6

Тел.: +08–170–385–08–79



И. А. Пративи
Кафедра биологии, факультет науки и технологий, Universitas Airlangga Университет Эйрлангга
Индонезия

Пративи Интан Аю — магистр биологии, преподаватель, профессор кафедры биологии факультета науки и технологий Университета Эйрлангга

60115, Восточная Ява, Сурабая, округ Мулиорехо, Джл. Айрлангга 4–6

Тел.: +08–57–325–018–61



Список литературы

1. Hanahan, D., Weinberg, R.A. (2000). The Hallmarks of Cancer. Cell, 100(1), 57-70. https://doi.org/10.1016/S0092-8674(00)81683-9

2. Sung, H., Ferlay, J., Siegel, R. L., Laversanne, M., Soerjomataram, I., Jemal, A. et al. (2021). Global cancer statistics 2020: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA: A Cancer Journal for Clinicians, 71(3), 209-249. https://doi.org/10.3322/caac.21660

3. Yabluchanskiy, A, Ma, Y, Iyer, R.P., Hall, M.E., Lindsey, M.L. (2013). Matrix metalloproteinase-9: Many shades of function in cardiovascular disease. Physiology, 28(6), 391-403. https://doi.org/10.1152/physiol.00029.2013

4. Greenlee, K.J., Corry, D.B., Engler, D.A., Matsunami, R.K., Tessier, P., Cooc, R.G. et al. (2006). Proteomic identification of in vivo substrates for matrix metalloproteinases 2 and 9 reveals a mechanism for resolution of inflammation. The Journal of Immunoljgy, 177(10), 7312-7321. https://doi.org/10.4049/jimmunol.177.10.7312

5. Khandia, R, Munjal, A. (2020). Interplay between inflammation and cancer. Chapter in a book: Advances in Protein Chemistry and Structural Biology, 119, 199-245. https://doi.org/10.1016/bs.apcsb.2019.09.004

6. Kessenbrock, K., Plaks, V., Werb, Z. (2010). Matrix metalloproteinases: Regulators of the tumor microenvironment. Cell, 141(1), 52-67. https://doi.org/10.1016/j.cell.2010.03.015

7. Quintero-Fabian, S., Arreola, R., Becerril-Villanueva, E., Torres-Romero, J.C., Arana-Argae, V., Lara-Riegos, J. et al. (2019). Role of matrix metalloproteinases in angiogenesis and cancer. Frontiers in Oncology, 9, Article 1370. https://doi.org/10.3389/fonc.2019.01370

8. Nelson, A. R., Fingleton, B., Rothenberg, M. L., Matrisian, L. M. (2000). Matrix metalloproteinases: Biologic activity and clinical implications. Journal of Clinical Oncology, 18(5), 1135-1149. https://doi.org/10.1200/jco.2000.18.5.1135

9. Merdad, A., Karim, S., Schulten, H. J., Dallol, A., Buhmeida, A., Al-Thubaity, F. et al. (2014). Expression of matrix metalloproteinases (MMPs) in primary human breast cancer: MMP-9 as a potential biomarker for cancer invasion and metastasis. Anticancer Research, 34(3), 1355-1366.

10. Meng, Q., Liang, C., Hua, J., Zhang, B., Liu, J., Zhang, Y. et al. (2020). A miR-146a-5p/TRAF6/NF-kB p65 axis regulates pancreatic cancer chemoresistance: functional validation and clinical significance. Theranostics, 10(9), 3967-3979. https://doi.org/10.7150/thno.40566

11. Li, K., Zhang, Z., Mei, Y., Yang, Q., Qiao, S., Ni, C. et al. (2021). Metallothionein-1G suppresses pancreatic cancer cell stemness by limiting activin A secretion NF-KB inhibition. Theranostics, 11(7), 3196-2212. https://doi.org/10.7150/thno.51976

12. Lindenmeyer, F., Legrand, Y., Menashi, S. (1997). Upregulation of MMP-9 expression in MDA-MB231 tumor cells by platelet granular membrane. FEBS Letters, 418(1-2), 19-22. https://doi.org/10.1016/s0014-5793(97)01336-7

13. Mishra, S. R., Nandhakumar, P., Yadav, K. P., Barik, S., Kumar, A., Saini, M. et al. (2017). In vitro analysis of alizarin as novel therapeutic agent for murine breast cancer. The Pharma Innovation Journal, 6(10), 345-350.

14. Ekowati, J., Diyah, N. W., Nofianti, K. A., Hamid, I. S., Siswandono (2018). Mo-lecular Docking of Ferulic Acid Derivatives on P2Y12 Receptor and their ADMET Prediction. Journal of Mathematical and Fundamental Sciences, 50(2), 203-219. https://doi.org/10.5614/j.math.fund.sci.2018.50.2.8

15. Kamath, V., Pai, A. (2017). Application of molecular descriptors in modern computational drug design-an overview. Research Journal of Pharmacy and Technology, 10(9), 3237-3241. http://doi.org/10.5958/0974-360X.2017.00574.1

16. Habeela, J.N., Maruga, R.M.K.M. (2018). In silico molecular docking studies on the chemical constituents of clerodendrum phlomidis for its cytotoxic potential against breast cancer markers. Research Journal of Pharmacy and Technology, 11(4), Article 1612-1618. http://doi.org/10.5958/0974-360X.2018.00300.1

17. Hardjono, S. (2012). Modification of the structure of 1 — (benzoyloxy) ureaand quantitative relationship of its structure-cytotoxic activity. Author's abstract of the thesis. Universitas Airlangga, Indonesia, 2012. (In Indonesian)

18. Hardjono, S., Siswodihardjo, S., Pramono, P., Darmanto, W. (2016). Quantitative structure-cytotoxic activity relationship 1-(benzoyloxy) urea and its derivative. Current Drug Discovery Technologies, 13(2), 101-108. https://doi.org/10.2174%2F1570163813666160525112327

19. Pinzi, L., Rastelli, G. (2019). Molecular docking: Shifting paradigms in drug discovery. International Journal of Molecular Sciences, 20(18), Article 4331. https://doi.org/10.3390/ijms2018433

20. Park, K. D., Lee, S. G., Kim, S. U., Kim, S. H., Sun, W. S., Cho, S. J. et al. (2004). Anticancer activity of 3-O-acyl and alkyl-(-)-epicatechin derivatives. Bioorganic and Medicinal Chemistry Letters, 14(20), 5189-5192. https://doi.org/10.1016/j.bmcl.2004.07.063

21. Hoque, I., Chatterjee, A., Bhattacharya, S., Biswas, R. (2017). An approach of computer-aided drug design (CADD) tools for in silico pharmaceutical drug design and development. International Journal of Advanced Research in Biological Sciences, 4(2), 60-71. http://doi.org/10.22192/ijarbs.2017.04.02.009

22. Abdel-Ilah, L., Veljovic, E., Gurbeta, L., Badnjevic, A. (2017). Applications of QSAR study in drug design. International Journal of Engineering Research and Technology (IJERT), Vol. 6(6), 582-587.

23. Verma, J., Khedkar, V. M., Coutinho, E. C. (2010). 3D-QSAR in drug design-a review. Current Topics in Medicinal Chemistry, 10(1), 95-115. https://doi.org/10.2174/156802610790232260

24. Pathan, S., Ali, S. M., Shrivastava, M. (2016). Quantitative structure activity relationship and drug design: A review. International Journal of Research in Biosciences, 5(4), 1-5.

25. Pires, D. E. V., Blundell, T. L., Ascher, D. B. (2015). pkCSM: Predicting small-mol-ecule pharmacokinetic and toxicity properties using graph-based signatures. Journal of Medicinal Chemistry, 58(9), 4066-4072. https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.5b00104

26. Pagadala, N. S., Syed, K., Tuszynski, J. (2017). Software for molecular docking: A review. Biophysical Reviews, 9(2), 91-102. https://doi.org/10.1007/s12551-016-0247-1

27. Ramirez, D., Caballero, J. (2018). Is it reliable to take the molecular docking top scoring position as the best solution without considering available structural data? Molecules, 23(5), Article 1038. https://doi.org/10.3390/molecules23051038

28. Patlewicz, G., Jeliazkova, N., Safford, R. J., Worth, A. P., Aleksiev, B. (2008). An evaluation of the implementation of the Cramer classification scheme in the Toxtree software. SAR and QSAR in Environmental Researc, 19(5-6), 495-524. https://doi.org/10.1080/10629360802083871

29. McMurry, J., E., Fay, R., C. (2012). Chemistry. Boston: Prentice Hall, 2012.

30. Klebe, G. (2013). Protein-Ligand Interactions as the Basis for Drug Action. Chapter in a book: Drug Design. Springer, Berlin, Heidelberg, 2013. https://doi.org/10.1007/978-3-642-17907-5_4

31. Grogan, S, Preuss, C.V. (2023). Pharmacokinetics. Chapter in a book: StatPearls [Internet]. StatPearls Publishing LLC., 2023.

32. Paul, A. (2019). Drug Absorption and Bioavailability. Chapter in a book: Introduction to Basics of Pharmacology and Toxicology. Springer, Singapore, 2019. https://doi.org/10.1007/978-981-32-9779-1

33. Chevillard, F., Lagorce, D., Reynes, C., Villoutreix, B. O., Vayer, P., Miteva, M. A. (2012). In silico prediction of aqueous solubility: A multimodel protocol based on chemical similarity. Molecular Pharmaceutics, 9(11), 3127-3135. https://doi.org/10.1021/mp300234q

34. Gleeson, M. P. (2008). Generation of a set of simple, interpretable ADMET rules of thumb. Journal of Medicinal Chemistry, 51(4), 817-834. https://doi.org/10.1021/jm701122q

35. Currie, G. M. (2018). Pharmacology, part 2: Introduction to pharmacokinetics. Journal of Nuclear Medicine Technology, 46(3), 221-230. https://doi.org/10.2967/jnmt.117.199638

36. Smith, D. A., Beaumont, K., Maurer, T. S., Di, L. (2015). Volume of distribution in drug design. Miniperspective. Journal of Medicinal Chemistry, 58(15), 5691-5698. https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.5b00201

37. Jeffrey, P., Summerfield, S. (2010). Assessment of the blood-brain barrier in CNS drug discovery. Neurobiology of Disease, 37(1), 33-37. https://doi.org/10.1016/j.nbd.2009.07.033

38. Wilde, M., Pichini, S., Pacifici, R., Tagliabracci, A., Busardo, F. P., Auwarter, V. et al. (2019). Metabolic Pathways and Potencies of New Fentanyl Analogs. Frontiers in pharmacology, 10, Article 238. https://doi.org/10.3389%2Ffphar.2019.00238

39. Rizzieri, D., Paul, B., Kang, Y. (2019). Metabolic alterations and the potential for targeting metabolic pathways in the treatment of multiple myeloma. Journal of Cancer Metastasis and Treatment, 5, 26. https://doi.org/10.20517/2394-4722.2019.05

40. Garza, A. Z., Park, S. B., Kocz, R. (2023). Drug Elimination. Chapter in a book: StatPearls [Internet]. StatPearls Publishing LLC., 2023.

41. Herdiansyah, M. A., Ansori, A. N. M., Kharisma V. D., Alifiansyah, M. R. T., Anggraini, D., Priyono, Q. A. P., Yusniasari, P. A., Fetty, A. J. T., Zainul, R., Rebezov, M., Kolesnik, E., Maksimiuk, N. (2024). In silico study of cladosporol and its acyl derivatives as anti-breast cancer against alpha-estrogen receptor. Biosaintifika, 15(1), 1-13.

42. Zainul, R., Kharisma, V. D., Ciuputri, P., Ansori, A. N. M., Herdiansyah, M. A., Sahadewa, S., Durry, F. D. (2024). Antiretroviral activity from elderberry (Sambucus nigra L.) flowers against HIV-2 infection via reverse transcriptase inhibition: A viroinformatics study. Healthcare in Low-resource Settings, 1(2024), 1-12. https://doi.org/10.4081/hls.2024.12047

43. Krihariyani, D., Haryanto, E., Sasongkowati, R. (2021). in silico analysis of antiviral activity and pharmacokinetic prediction of brazilein sappan wood (Caesalpinia sappan L.) against SARS-CoV-2 spike glycoproteins. Indonesian Journal of Medical Laboratory Science and Technology, 3(1), 26-37. https://doi.org/10.33086/ijmlst.v3i1.1854


Рецензия

Для цитирования:


Алифансья М.Р., Хердиансья М.А., Пративи Р.К., Прамести Р.П., Хафсия Н.В., Рания А.П., Путра Д.Э., Кахионо П.А., Литазкийя , Мухаммад С.К., Муртадло А.А., Харисма В.Д., Ансори А.Н., Джахмола В., Ашок П.К., Калра Д.М., Пурнобасуки Х., Пративи И.А. Количественное соотношение «структура-активность» (QSAR) биосоединения ацилализарина красного, производного корней марены красильной, и его свойств в аспектах ADMET в качестве вещества-кандидата, препятствующего развитию рака молочной железы, в сравнении с белковым рецептором ММП-9: исследование in silico. Пищевые системы. 2024;7(2):312-320. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2024-7-2-312-320

For citation:


Alifiansyah M.R., Herdiansyah M.A., Pratiwi R.C., Pramesti R.P., Hafsyah N.W., Rania A.P., Putra J.E., Cahyono P.A., Litazkiyyah , Muhammad S.K., Murtadlo A.A., Kharisma V.D., Ansori A.N., Jakhmola V., Ashok P.K., Kalra J.M., Purnobasuki H., Pratiwi I.A. QSAR of acyl alizarin red biocompound derivatives of Rubia tinctorum roots and its ADMET properties as anti-breast cancer candidates against MMP-9 protein receptor: In Silico study. Food systems. 2024;7(2):312-320. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2024-7-2-312-320

Просмотров: 1182


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2618-9771 (Print)
ISSN 2618-7272 (Online)