مطالعه فعالیت‌های آنتی‌ کولین استرازی در شرایط in vitro و in silico زهر خام ستاره شکننده اوفیوکوما اریناسئوس خلیج ‌فارس - بوشهر

زمینه: ستاره‌های شکننده، علاوه بر دفاع فیزیکی، قادر به تولید توکسین‌های شناخته شده‌ای می‌باشند که مسئول فعالیت های بیولوژیکی مختلف آن‌ها است. با توجه به فراوانی این زیست‌ مندان دریایی در آب‌های ساحلی خلیج ‌فارس و با علم به اثرات بیولوژیک متعدد آن‌ها، این مطالعه با هدف شناسایی متابولیت‌های ثانویه و ارزیابی فعالیت های in vitro و in silico آنتی ‌کولین استرازی زهر خام اکینودرم اوفیوکوما اریناسئوس خلیج ‌فارس انجام گردید.مواد و روش‌ها: در این مطالعه، پس از لیوفیلیزاسیون نمونه ستاره شکننده، آزمون های ld50، فعالیت های مهارکنندگی کولین استرازی، شناسایی متابولیت های ثانویه و ارزیابی درون رایانه‌ای آن‌ها به‌ ترتیب با روش‌های اسپیرمن-کاربر، اسپکتروسکوپی المن، کروماتوگرافی گازی- طیف‌ سنجی جرمی (gc-ms) و روش محاسباتی داکینگ انجام گردیدند.یافته‌ها: بر اساس نتایج، میزان ld50 نمونه 0.13±6.04 میلی‌ گرم بر کیلوگرم بود. مقادیر ic50 مربوط به آنزیم استیل کولین‌ استراز و بوتیریل کولین‌استراز آن‌ها به ‌ترتیب 0.055±37/925 و نیز 0/02±5/388 میکروگرم بر میلی ‌لیتر در مقایسه با استاندارد گالانتامین به دست آمدند. آنالیز gc-ms نمونه تعداد 25 ترکیب شیمیایی زیست فعال با ساختارهای مختلف نظیر آلکالوئیدها، ترپن‌ها و استروئیدها را نشان داد. نتایج محاسباتی ترکیبات نیز، نتایج تجربی را تائید نمودند. از این میان، ترکیب آلکالوئیدی bs4 دارای بیشترین تمایل برای هر دو آنزیم بود.نتیجه‌گیری: از نظر قدرت سمیت، نمونه زهر خام ستاره شکننده در گروه خیلی سمی قرار گرفت. آنالیز کروماتوگرافی گازی زهر خام، متابولیت‌های زیست­فعال ثانویه متعددی با ساختارهای شیمیایی متفاوتی را نشان داد. نتایج تجربی و محاسباتی، روی فعالیت آنزیم های کولین استرازی نمونه نشان داد که زهر، به ‌عنوان مهارکننده قابل ملاحظه آنزیم ها عمل می نماید. مطالعات بیشتری برای تعیین اینکه آیا ترکیب bs4 می‌تواند کاندیدای درمان بیماری آلزایمر باشد، مورد نیاز است.

The in vitro and in silico Anticholinesterase Ac-tivities of Brittle Star (Ophiocoma erinaceus) crude venoms from the Persian Gulf-Bushehr

Background: Brittle stars can produce well-known toxins responsible for various of their biological activities in addition to their physical defense. The purpose of this study was to identify secondary metabolites and assess the anticholinesterase activities of the crude venom of the Persian Gulf Ophiocoma erinaceous (brittle star) in vitro and in silico due to the abundance of this marine life on the Persian Gulf coasts and with knowledge of their numerous biological effects.Materials and Methods: In this study, after the lyophilization of the brittle star sample, an LD50 test, a test of cholinesterase inhibitory activities, identification of the secondary metabolites, and their in-silico evaluations were performed by, respectively, Spearman-Karber, the Ellman spectroscopic method, Gas Chromatography–Mass Spectrometry (GC-MS), and computational docking method.Results: According to the results, the LD50 value of the sample was 6.04±0.13 (mg/kg). The IC50 values related to their Acetylcholinesterase and  Butyrylcholinesterase were 37.925 ±0.055 and 5.388±0.02 (μg/ml), respectively, compared to the galantamine standard. The GC-MS analysis of the sample showed 25 bioactive chemical compositions with different structures, such as alkaloids, terpenes, and steroids. The computational results of the compounds also confirmed the experimental results. Among these, the alkaloidal compound BS4, had the highest affinity for both enzymes. Conclusion: As for toxicity potency, the brittle star crude venom sample was classified in the highly toxic category. The GC analysis of the crude venom showed various bioactive secondary metabolites with different chemical structures. The experimental and computational results on the anticholinesterase activities of the sample showed that the venom acts as a significant inhibitor of both enzymes. Further studies are required to determine whether the compound BS4 could be a candidate for the treatment of Alzheimer’s disease.