مطالعه‌ی بیوانفورماتیکی اثر زانتوهمول به‌عنوان ماده‌ی موثره‌ی گیاه رازک در مهار پیام‌رسان Mapk/Erk در سرطان تیروئید

هدف: زانتوهمول یکی از اصلی‌ترین مواد موثره‌ی گل ماده‌ی گیاه رازک است که تحقیقات زیادی اثرات ضد سرطانی آن را نشان می‌دهد. مسیر mapk/erk یکی از آبشارهای کلیدی در تنظیم بیان ژن، رشد و بقای سلول است. سیگنالینگ غیرطبیعی مسیر mapk منجر به تکثیر کنترل نشده در سرطان تیروئید می‌شود. هدف از این مطالعه، بررسی بیوانفورماتیکی پروتئین‌های اصلی این مسیر و معرفی آنها به‌عنوان پروتئین هدف زانتوهمول است. همچنین به‌دلیل اهمیت پروتئین‌های egfr، grb2، sos بر مسیر mapk/erk، این پروتئین‌ها نیز مورد مطالعه قرار گرفتند. روش‌ها: ابتدا خواص فیزیکیشیمیایی، فارماکوکینتیکفارماکودینامیک زانتوهمول با استفاده از نرم‌افزار swissadme پیش‌بینی شد. سپس ساختار سه بعدی زانتوهمول و پروتئین‌های هدف (egfr، grb2، sos ، ras ، raf، mek1، mek2 ، erk1، erk2) به‌ترتیب از پایگاه pubchem و پایگاه داده‌های پروتئین دریافت شد و در بررسی داکینگ مولکولی با استفاده از نرم‌افزارautodock4.1 مورد ارزیابی قرار گرفت.یافته‌ها: نتایج نشان داد که زانتوهمول دارای خاصیت فیزیکیشیمیایی مناسب است و توسط سازوکار پمپpگلیکوپروتئین، مقاومت دارویی ایجاد نمی‌کند. نتایج به‌دست آمده از داکینگ مولکولی نشان می‌دهد که زانتوهمول نسبت به همه‌ی پروتئین‌های بررسی شده در مسیر mapk/erk پتانسیل مهاری دارد و قوی‌ترین برهمکنش آن با پروتئین mek2 با انرژی اتصال kcal.mol7.104 است.نتیجه‌گیری: با توجه به نتایج به‌دست آمده، پیش‌بینی شد که زانتوهمول دارای پتانسیل مهار پروتئین‌های مسیر mapk/erk است و فاقد سمیت است بنابراین می‌تواند به‌عنوان یک نامزد مهار مسیر mapk/erk در سلول‌های سرطانی تیروئید معرفی شود.

BIOINFORMATIC STUDY ON EFFECT OF XANTHOHUMOL AS BIOACTIVE COMPOUND OF HOP IN THE INHIBITION OF THE MAPK/ERK PATHWAY IN THYROID CANCER

Background: Xanthohumol is one of the main bioactive compounds extracted from the female flowers of the hops plant (Humulus lupulus L), that has been shown in several studies to have anticancer effects.The MAPK/ERK pathway is one of the key pathways in the regulation of gene expression, cell growth and survival. The abnormal activation of this pathway leads to the uncontrolled cell proliferation in thyroid cancer. This study aims to perform a bioinformatic screening of the proteins in the MAPK/ERK pathway and introduce them as target protein to Xanthohumol. In addition, due to the significant role of EGFR, Grb2, SOS proteins in the MAPK/ERK pathway, they have also been studied.Method: Using SwissADME software, first the physicochemical, pharmacokinetic and pharmacodynamic characteristics of Xanthohumol are predicted. Then threedimensional structure of Xanthohumol and target proteins (EGFR, Grb2, SOS, RAS, BRAF, MEK1, MEK2, ERK1, ERK2) were collected from PubChem database and Protein Data Bank, finally, using Auto Dock 4.1.the molecular docking were studied.Results: Our study shows lack of cytotoxicity in Xanthohumol. In addition, Xanthohumol with proper physicochemical properties does not induce drug resistance through pump Pglycoprotein mechanism. Analysis of molecular docking indicate that Xanthohumol has inhibitory potential to the all proteins studied. Note that its strongest interaction is with MEK2 protein with binding energy7.04kcal.mol1.Conclusion: According to our results, Xanthohumol has inhibitory potential to the all proteins present in the MAPK/ERK pathway. It lacks cytotoxicity. Thus, it can be considered as an alternative inhibitor for the MAPK/ERK pathway in thyroid cancer cells.