مطالعه پتانسیل کامل و داکینگ مولکولی برهم‌کنش داروهای ضدسرطان با نانوذره طلا

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان

1 دانشگاه اردکان

2 دانشگاه پیام نور

چکیده
در این تحقیق، ابتدا ساختار سه داروی رایج ضد سرطان شامل 6-تیو‌گوانین (6-TG)، هیدروکسی اوره (NH) و بوسولفان با استفاده از محاسبات کوانتومی بهینه و انرژی ساختار بهینه شده به دست آمد، همچنین بهینه سازی ساختار نانوذره طلا نیز مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت به منظور بررسی چگونگی برهم‌کنش داروها با نانوذره، مکان های مختلف برهم کنش دارو با نانو ذره محاسبه شد و پایدارترین ساختار به منظور مطالعه بیشتر انتخاب شد. این محاسبات با استفاده از FHI-aims، که یک بسته نرم افزاری بر پایه نظریه تابعی چگالی توسعه یافته است، انجام شده‌اند. طول پیوند و بهترین انرژی برهم‌کنش در این پژوهش گزارش شده است. به منظور بررسی بهتر مکان برهم‌کنش ، نوع اوربیتا‌‌ل‌های درگیر و شکل آنها نیز نشان داده شده است. بررسی انرژی گاف نشان داد کمترین انرژی مربوط به کمپلکس نانو‌ذره طلا با داروی 6-تیوگوانین است که تایید کننده پایداری شیمیایی این دارو با نانو‌ذره است. بررسی‌ها نشان داد که انرژی اتصال نانو‌ذره طلا با داروها به ترتیب بوسولفان، هیدروکسی اوره ، 6-تیوگوانین است. سپس دارو و نانو‌ذره طلا در پایدارترین حالت ممکن ، به‌صورت تک‌تک با نرم افزار Hex 8 به سرم آلبومین انسانی به عنوان گیرنده، داک شدند و در نهایت انرژی‌های اتصالی و سایر برهم کنش ها از جمله انرژی‌های الکترواستاتیک، واندروالسی و پیوندهای هیدروژنی بین سرم آلبومین انسانی و داروها به همراه نانو‌ذره طلا محاسبه شدند. مشخص شد که جایگاه فعال داک شده برای دو دارو بوسولفان و 6-تیوگوانین یکسان است و برای داروی هیدروکسی اوره متفاوت است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


1- Costantino L, Boraschi D. Drug Discov Today. 2012;17(7-8):367-378.
2- De Jong WH, Borm PJ. Int J Nanomedicine. 2008;3(2):133-149.
3- Dykman L, Khlebtsov N. Chem Soc Rev. 2012;41(6):2256-2282.
4- Huo S, Jin S, Ma X, Xue X, Yang K, Kumar A, et al. ACS nano. 2014;8(6):5852-5862.
5- Sonavane G, Tomoda K, Makino K. Colloids Surf B. 2008;66(2):274-280.
6- Vinogradov SV, Bronich TK, Kabanov AV. Adv. 2002;54(1):135-147.
7- Connor EE, Mwamuka J, Gole A, Murphy CJ, Wyatt MD. SM. 2005;1(3):325-327.
8- Lin C-C, Yeh Y-C, Yang C-Y, Chen C-L, Chen G-F, Chen C-C, et al. J AM CHEM SOC. 2002;124(14):3508-3509.
9- Pan Yu, Neuss S, Leifert A, Fischler M, Wen F, Simon U, et al. SM. 2007;3(11):1941-1949.
10- Welsch W, Klein C, Von Schickfus M, Hunklinger S. Anal Chem. 1996;68(13):2000-2004.
11- Anker JN, Hall WP, Lyandres O, Shah NC, Zhao J, Van Duyne RP. Biosensing with Plasmonic Nanosensors. Nanoscience and Technology: A Collection of Reviews from Nature Journals: World Scientific; 2010. p. 308-319.
12- Gannon CJ, Patra CR, Bhattacharya R, Mukherjee P, Curley SA. J Nanobiotechnology. 2008;6(1):2.
13- Gobin AM, Lee MH, Halas NJ, James WD, Drezek RA, West JL. Nano Lett. 2007;7(7):1929-1934.
14- Jain RK. Annu Rev Biomed Eng. 1999;1(1):241-263.
15- Viudez AJ, Madueno R, Pineda T, Blazquez M. J Phys Chem B. 2006;110(36):17840-17847.
16- Hesabi M, Behjatmanesh-Ardakani R. COMPUT THEOR CHEM. 2017;1117:61-80.
17- Sierpe R, Noyong M, Simon U, Aguayo D, Huerta J, Kogan MJ, et al. Carbohydr Polym. 2017;177:22-31.
18- Wang R, Yue L, Yu Y, Zou X, Song D, Liu K, et al. ‎J Phys Chem C. 2016;120(26):14410-14415.
19- Hesabi M. Phys Chem Res. 2018;6(1):115-132.
20- Hesabi M, Behjatmanesh-Ardakani R. Appl Surf Sci. 2018;427:112-125.
21- Erb N, Harms DO, Janka-Schaub G. CANCER CHEMOTH PHARM. 1998;42(4):266-272.
22- Krynetskaia NF, Feng JY, Krynetski EY, Garcia JV, Panetta JC, Anderson KS, et al. FASEB J. 2001;15(11):1902-1908.
23- Narukawa M, Cortado R, Hacke K, An DS, Shimizu S, Kasahara N, et al. Int J Antimicrob Agents. 2013;42(13):S128- S129.
24- Lanzkron S, Strouse JJ, Wilson R, Beach MC, Haywood C, Park H, et al. Ann Intern Med. 2008;148(12):939-955.
25- Liebelt EL, Balk SJ, Faber W, Fisher JW, Hughes CL, Lanzkron SM, et al. Birth Defects Research Part B: Developmental and Reproductive Toxicology. 2007;80(4):259-366.
26- Meo A, Cassinerio E, Castelli R, Bignamini D, Perego L, Cappellini M. INT J LAB HEMATOL. 2008;30(5):425-431.
27- شهابی ج ، شاه آبادی ح ا ، علوی س ا ، کوهی مفتخر اصفهانی م ، ارجمند م ، ا سیف کردی ع ، اکبرزاده ع ، مجله تازه‌های بیوتکنولوژی سلولی- مولکولی، 1394: 5، 20.
28- Malär R, Sjöö F, Rentsch K, Hassan M, Güngör T. Therapeutic Drug Monitoring Is Essential for Intravenous Busulfan Therapy in Pediatric Hematopoietic Stem Cell Recipients. Pediatric transplantation. 2011;15(6):580-588.
29- Nieto Y, Thall P, Valdez B, Andersson B, Popat U, Anderlini P, et al. High-Dose Infusional Gemcitabine Combined with Busulfan and Melphalan with Autologous Stem-Cell Transplantation in Patients with Refractory Lymphoid Malignancies. BIOL BLOOD MARROW TR 2012;18(11):1677-1686.
30- Schiffman K, Bensinger W, Appelbaum F, Rowley S, Lilleby K, Clift R, et al. Phase Ii Study of High-Dose Busulfan, Melphalan and Thiotepa with Autologous Peripheral Blood Stem Cell Support in Patients with Malignant Disease. Bone marrow transplantation. 1996;17(6):943-950.
31- Iwamoto T, Hiraku Y, Oikawa S, Mizutani H, Kojima M, Kawanishi S. CANCER SCI. 2004;95(5):454-458.
32- Blum V, Scheffler M, Gehrke R, Hanke F, Havu P, Ren X, Reuter K. The Fritz Haber Institute Ab Initio Molecular Simulation Package (Fhiaims). 2009, http://www.fhi-berlin.mpg.de/aims.
33- Kohanoff J. Electronic Structure Calculations for Solids and Molecules: Theory and Computational Methods: Cambridge University Press; 2006.
34- Perdew JP, Burke K, Ernzerhof M. Phys Rev Lett. 1996;77(18):3865-3668.
35- Hamann D, Schlüter M, Chiang C. Phys Rev Lett. 1979;43(20):1494-1497.
36- Garrett M MDS, Goodsell, Michael E. Pique, William “Lindy” Lindstrom, Ruth Huey, Stefano Forli, William E. Hart, Scott Halliday, Rik Belew and Arthur
37- Hetényi C, Van Der Spoel D. Efficient Docking of Peptides to Proteins without Prior Knowledge of the Binding Site. Protein science. 2002;11(7):1729-1737.
38- Hetényi C, Van Der Spoel D. Blind Docking of Drug‐Sized Compounds to Proteins with up to a Thousand Residues. FEBS letters. 2006;580(5):1447-1450.
39- http://www.rcsb.org.