طراحی محاسباتی، مطالعه داکینگ مولکولی و پیش‌بینی سمیت تعدادی از مشتقات جدید پرالیدوکسیم به‌عنوان فعال‌کننده مجدد آنزیم استیل کولین استراز

زمینه و هدف: اکسیم ها به عنوان فعال کننده های مجدد آنزیم استیل کولین استراز (ache) برای درمان مسمومیت ترکیبات ارگانوفسفره (opcs) توسعه یافته اند. آن ها همچنین به جایگاه فعال آنزیم (ache) متصل شده و به عنوان مهارکننده های برگشت پذیر عمل می کنند. ترکیبات ارگانوفسفره (opcs) مانند سومان، سارین به عنوان عوامل عصبی به طور برگشت ناپذیر با استیل کولین استراز واکنش می دهند. در این تحقیق، طراحی و مطالعات داکینگ روی تعدادی از مشتقات جدید پرالیدوکسیم با اثر فعال سازی مجدد آنزیم استیل کولین استراز انجام و سپس خطر سمیت آن ها ارزیابی شد.مواد و روش ها: این پژوهش به شیوه توصیفی - تحلیلی انجام شد. برای بررسی نحوه اتصال مشتقات جدید پرالیدوکسیم به جایگاه فعال آنزیم، در ابتدا ساختار شیمیایی ترکیبات با استفاده از نرم افزار 14.0chembiodraw ultra ترسیم شد. سپس به منظور بهینه سازی انرژی، به نرم افزار hyperchem انتقال یافت. مطالعات داکینگ به وسیله نرم افزار auto dock vina112win32.msi انجام گرفت و نتایج با استفاده از نرم افزار molegro مورد آنالیز قرار گرفت. در مرحله نهایی ارزیابی خطر سمیت ترکیبات به وسیله برنامه osiris انجام گردید.بر اساس نتایج به دست آمده از مطالعات داکینگ مهم ترین پیوندهای درگیر در اتصال دارو با گیرنده، پیوند هیدروژنی و اتصالات هیدروفوبیک می باشند. در میان تمام ترکیبات موردمطالعه، بهترین نتایج داکینگ مربوط به ترکیب شماره 9 (ترکیب حاوی 4 متیل بنزیل) است. در حقیقت این ترکیب با منفی ترین سطح انرژی اتصال (11.14 کیلوکالری برمول) تمایل بیشتری برای اتصال به آمینواسیدهای کلیدی جایگاه فعال آنزیم استیل کولین استراز دارد.در پایان با توجه به نتایج به دست آمده از مطالعات داکینگ و ارزیابی خطر سمیت، می توان نتیجه گرفت که ترکیب شماره 9 (ترکیب حاوی 4 متیل بنزیل) در مقایسه با ترکیب مرجع پرالیدوکسیم می تواند به عنوان فعال کننده مجدد آنزیم استیل کولین استراز مطرح شود.

Computational Design, Molecular Docking Study and Toxicity Prediction of Some Novel Pralidoxime Derivatives as reactivators of acetyl cholinesterase enzyme

AbstractBackground Objective: oximes as Acetylcholinesterase (AChE) reactivators were developed for the treatment of organophosphate compounds (OPCs) intoxication. Oximes also bind to the active site of AChE, simultaneously acting as reversible inhibitors. Organophosphorus compounds (OPCs) such as soman, sarin, or VX react with acetyl cholinesterase irreversibly. In this research, a group of Pralidoxime derivatives with acetyl cholinesterase enzyme reactivator activity was subjected to a docking study, followed by a Toxicity Risk Assessment.Materials methods: This is a descriptiveanalytic study. In order to investigate the mode of the pralidoxime derivatives coupling with enzyme active site, at first the chemical structures of all compounds were designed by ChemBioDraw Ultra14.0 software. Then so as to carry out energy minimization, it transferred into a Hyperchem software. Docking study was performed by Auto Dock Vina program. Then the results were analyzed utilizing Molegro Virtual Docking software. At the final stage, the toxicity risk assessment of compounds was performed by the OSIRIS program.Results: Docking results revealed the hydrogen bond and hydrophobic interactions were involved in the drugreceptor interactions. Among the all studied compounds, the best docking results were related to No. 9 (4methylbenzyl group pathic compound) displayed. In fact, this compound had the most negative Delta;Gbind (11.14 Kcal/mol) that indicated favorable interactions with the key amino acid residues at active site of acetyl cholinesterase.Conclusion: In conclusion, According to the results of Docking studies and the evaluation of toxicity risk, it can be concluded that combination No. 9 (4methylbenzyl group phatic compound) in comparison with pralidoxime reference compound might be considered as a more reactivator of the acetyl cholinesterase enzyme.