Trifluorometüülitud flavonoididel põhinevad isoksasoolid diabeedi- ja rasvumisvastaste ainetena: süntees, in vitro amülaasi inhibeeriv aktiivsus, molekulaarne dokkimine ning struktuuri ja aktiivsuse suhete analüüs

Palun võtke ühendustoscar.xiao@wecistanche.comrohkem teada saada

Faisal K. Algethami 1,*, Ilyes Saidi 2, Hani Nasser Abdelhamid 3, Mohamed R. Elamin 1, Babiker Y. Abdulkhair 1, Amani Chrouda 4 ja Hichem Ben Jannet 2,*

Abstraktne:Suhkurtõbi on suur terviseprobleem kogu maailmas. Süsivesikute seedimise juhtimine pakub alternatiivset ravi.Flavonoididmoodustavad suurima rühmapolüfenoolsedühendid, mida toodavad laialdaselt toiduna tarbitavad ja/või ravi eesmärgil kasutatavad taimed. Sellisena on isoksasoolid pälvinud meditsiinikeemikute tähelepanu oma märkimisväärse bioaktiivsuse tõttu. Seega oli selle töö põhieesmärk avastada uusi hübriidmolekule, millel on nii flavonoidide kui ka isoksasoolide omadused, et kontrollida süsivesikute seedimist. Lisaks on trifluorometüülrühm ravimiarenduse võtmeüksus oma tugeva lipofiilsuse ja metaboolse stabiilsuse tõttu. Seetõttu kirjeldab käesolev töö varem sünteesitud trifluorometüülimisflavonooli kondenseerimist erinevate arüülnitriiloksiididega, saades 13 hübriidmolekuli, mis on näidatud trifluorometüülimise flavonoidipõhiste isoksasoolidena. Saadud ühendite struktuurid tuletati1H NMR,13C NMR ja HRMS analüüsi põhjal. 15 äsja sünteesitud ühendit inhibeerisid -amülaasi aktiivsust efektiivsusega vahemikus 64,5 ± 0,7 protsenti kuni 94,7 ± 1,2 protsenti kontsentratsioonil 50 µM ja IC50 väärtustega 12,6 ± 0,2 µM – 27,6 ± 1,1 µM. Efektiivsuse ja tugevuse poolest olid kõige tõhusamad ühendid 3b, 3h, 3j ja 3m. Uute trifluorometüülimise hulgasflavonoidide baasilisoksasoolide puhul oli ühend 3b kõige tõhusam amülaasi aktiivsuse inhibiitor (PI=94,7 ± 1,2 protsenti kontsentratsioonis 50 µM), tugevusega (IC50=12,6 ± { {13}},2 µM) sarnane positiivse kontrolli akarboosi omaga (IC50=12,4 ± 0,1 µM). Molekulaarsel dokkimisanalüüsil põhinev struktuuri ja aktiivsuse seose uuring näitas madalat sidumisenergiat, õiget interaktsiooniviisi sihtensüümi aktiivses taskus ja võimet suhelda glükosiidse lõhustamise võtmejääkidega (GLU{16). }} ja ASP-206), selgitades mitme derivaadi poolt tekitatud -amülaasi inhibeerivat toimet.

Märksõnad:-amülaasi inhibeerimine; diabeedivastane; rasvumise vastane; tsükloliitumine; flavonoidid; trifluorometüülimise flavonoididel põhinevad isoksasoolid; molekulaarne dokkimine; SAR analüüs

Lisateabe saamiseks klõpsake siin

1. Sissejuhatus

Rasvumineja suhkurtõbi kujutavad endast peamisi inimeste terviseprobleeme kogu maailmas [1,2]. Tõepoolest, suhkurtõbe iseloomustab peamiselt kontrollimatu veresuhkur. 1. tüüpi suhkurtõbi tuleneb aga insuliini sekretsiooni häiretest (insuliinist sõltuv), tüüp 2 aga tavaliselt insuliiniresistentsusest (sihtrakkude retseptori struktuuri muutused, mis põhjustavad hormoon-retseptori afiinsuse vähenemist), häireid. insuliini sekretsioonis või mõlemas [3,4]. Paratamatult rakendab polüsahhariidide lagunemise pärssimine monosahhariidideks, mis sobivad rakkudesse imendumiseks, põhistrateegiaid diabeedi kontrollimiseks ja rasvumise ohjamiseks [3]. Ensüüm -amülaas (EC.3.2.1.1) on seedeensüüm, mis hüdrolüüsib süsivesikute, näiteks tärkliste, -1,4-glükosiidsidemeid [5]. Seetõttu aitab -amülaasi inhibeerimine ühel või teisel viisil kaasa süsivesikute seedimise kontrollimisele [6,7]; seega moodustab see osalise raja -amülaasi ensümaatilise aktiivsuse reguleerimiseks; seega on see ideaalne teraapia rasvumise ja diabeedi ning nendega seotud tüsistuste reguleerimiseks [4]. Enamikku kaubanduslikke amülaasi inhibiitoreid, nagu akarboos, miglitool, faseolamiin ja vogliboos, on seostatud soolestiku kõrvaltoimetega, nagu kõhupuhitus, kõhuvalu, kõhulahtisus, maksapuudulikkus, rasked nahaallergiad ja pneumatoos, tsüstoidne sooleinfektsioon [6] ]. Parimad -amülaasi inhibiitorid on nn konkureerivad inhibiitorid, mis pärsivad ensüümi pöördumatult. Konkureeriv inhibiitor seondub sihtensüümi aktiivse saidiga ja takistab seega substraadi seondumist. Seetõttu konkureerib inhibiitor konkureeriva inhibeerimise korral substraadiga aktiivse saidi pärast. Teisest küljest, pöördumatu inhibeerimise korral dissotsieerub inhibiitor sihtensüümist väga aeglaselt, kuna see on ensüümiga tihedalt seotud. Tavaliselt seonduvad pöördumatud inhibiitorid kovalentselt ensüümi aktiivse saidiga, muutes ensümaatiliseks aktiivsuseks vajalikke jääke või funktsionaalrühmi nii, et ensüüm inhibeeritakse pöördumatult. Süsivesikute seedimise heaks pärssimiseks, mis võib aidata kontrollida rasvumist ja isegi II tüüpi diabeeti, vajame mitteselektiivset ainet, mis on võimeline pärssima enamikku suhkrute seedeensüüme, nimelt sülje amülaasi, pankrease amülaasi ja glükosidaasi. [8,9]. Varasemad poolsünteesitud flavonoidide uuringud näitasid, et isoksasoolipõhistel flavonoidderivaatidel on märkimisväärne diabeedivastane toime, suurendades glükoosi omastamist insuliiniresistentsetes HepG2 rakkudes [10]. Lisaks on flavonoidid suurim polüfenoolsete sekundaarsete metaboliitide rühm, mida tavaliselt leidub taimedes. Need sekundaarsed metaboliidid vastutavad järgijate, puuviljade ja lehtede atraktiivsete värvide eest [11]. Struktuuriliselt on flavonoididel C15 süsiniku karkass, mis koosneb kahest aromaatsest ringist (A) ja (B), mis on omavahel seotud C3 ahelaga, moodustades heterotsükli (C) [12]. Seda tüüpi polüfenoolsete ühendite puhul on teatatud paljudest bioloogilistest omadustest, nagu amülaasi inhibeerimine [7,13–15], diabeedivastane [16,17], vähivastane [18,19] jaantioksüdantmõjud [20] ja muud bioloogilised tegevused [21–25]. See rikkalik bioloogiline profiil on aga motiveerinud mitmeid keemiauuringute meeskondi sünteesima flavonoide spetsiaalsete osade ja asendajatega, et suunata konkreetseid bioloogilisi tegevusi [26–30]. Teisest küljest on isoksasool meditsiinilises keemias suure tähtsusega viieliikmeline heterotsükkel. Lisaks on looduslikult esinevad isoksasoolid – nagu iboteenhape (hallutsinogeenne, neurotoksiin) ja muskimool (hallutsinogeenne, GABAA retseptori antagonist) [31–34] – äratanud keemikute ja farmakoloogide poolt nende tugevate bioloogiliste ja farmakoloogiliste omaduste tõttu üha suuremat tähelepanu. Lisaks on leitud, et isoksasooli derivaatidel on lai valik bioloogilisi omadusi, nagu diabeedi-, valuvaigistav, põletikuvastane, HIV-vastane ja vähivastane toime [10,35–40]. Isoksasoolitsüklit on laialdaselt kasutatud selliste ravimite nagu zonisamiid (krambivastane aine) [41], valdekoksiib, parekoksiib (COX-2 inhibiitorid) [42] ja leflunomiid (antireumaatiline) [43] peamise ehitusplokina. Viimastel aastakümnetel on trifluorometüülrühma järele kasvanud nõudlus bioaktiivsete ühendite väljatöötamise järele tänu oma tugevale elektrone äratõmbavale iseloomule, metaboolsele stabiilsusele ja lipofiilsusele, mida peetakse bioaktiivsete molekulide olulisteks füüsikalis-keemilisteks omadusteks [44]. Leiti, et see fluoritud osa on paljudes olulistes ravimites, sealhulgas flufenasiin (antipsühhootikum, vähivastane) [45], leflunomiid (reumavastane) [43], tselekoksiib (COX-2 selektiivne inhibiitor) [46], fluoksetiin, asendamatu. (antidepressant) [47] ja fluasinaam (fungitsiid) [48]. Ühes kirjanduse ülevaates mainitakse, et trifluorometüülimise 5-aminonikotiinhappel on paljulubav amülaasi aktiivsus [49]. Lisaks leiti, et klooritud hübriidpürasooli-tiasooli molekulid on head amülaasi ensüümi inhibiitorid [50], mis näitab ka klooriaatomi tähtsust -amülaasi inhibeerivates struktuurides. Ülaltoodud kirjandusandmed, mis kirjeldavad trifluorometüülrühma olulisi füüsikalis-keemilisi omadusi – ja selle panust koos flavonoidide ja isoksasoolidega amülaasi inhibeerimisse ja diabeedivastase toime avaldamisse – on julgustanud meid valmistama ette uut hübriidmolekulide seeriat, milles on kasutatud trifluorometüülimise flavonoidi. seostatakse rea arüülisoksasoolidega metüleenlinkeri kaudu ja hinnata nende amülaasi ensüümi inhibeerivat võimet. Struktuuri ja aktiivsuse suhet (SAR) uuriti ja kiideti heaks molekulaarse dokkimisanalüüsi abil.

Cistanche immuunsuse parandamiseks

2. Tulemused ja arutelu

2.1. Keemia Trifluorometüülimise flavonooli (1) valmistamine, mis oli varem meie laboris sünteesitud ja millel on huvitav tsütotoksiline potentsiaal, teatati vastavalt Znati et al. (2019) [30]. 5-Kloro-2-hüdroksüatsetofenoon kondenseeriti 4-(trifluorometüül)bensaldehüüdiga metanooli püstjahuti all ja naatriumhüdroksiidi juuresolekul 3 tundi, saades 5-kloro{{10 }}(trifluorometüül)-2-hüdroksükalkoon; seejärel püraanitsükkel (C) tsüklistati ja süsinik C-3 oksüdeeriti (H2O2, NaOH) lisamisega 2 tundi toatemperatuuril (skeem 1). Molekul 1 saadi pärast jäävees sadestamist hea saagisega (79%). Skeem 1. Flavonooli trifluorometüülimise sünteesirada (1). Flavonooli (1) struktuur kinnitati spektroskoopilise analüüsi ja kirjanduse andmetega võrdlemise [30] abil. 1,3-dipolaarne tsükloliitumine on keemiline reaktsioon 1,3-dipooli ja dipolarofiili vahel, mille tulemusena moodustub viieliikmeline ring. Seetõttu peetakse 1,3-dipolaarset tsükloliitumist paljude isoksasoolide kõige olulisemaks sünteesiviisiks. Peale selle põhineb Cu(I)-ga katalüüsitud isoksasoolide regiospetsiifiline süntees mikrolainekiirguse all [3 pluss 2] tsükloliitumisel terminaalsete alküünide (dipolarofiilide) ja arüülnitriiloksiidide (dipoolide) vahel, mis annab ainult 3,5-diasendatud. regioisomeerid [39,51]. Meie lähenemisviis trifluorometüülimise flavonoid-isoksasoolide (3a–m) sihtimiseks, mis algas esmalt dipolarofiili (2) valmistamisega flavonooli (1) asendis C-3 oleva hüdroksüülrühma propargüülimise teel veevabas DMF-is. 2 tundi toatemperatuuril K2CO3 juuresolekul, nagu on näidatud skeemil 2. Dipolarofiil (2) valmistati suurepärase saagisega (94%). Skeem 2. Dipolarofiili sünteesirada (2).

Ühendi 2 struktuur määrati selle spektraalandmete põhjal. Tõepoolest, lisaks flavonooli (1) poolt sisestatud prootonitele ja süsinikule vastavatele signaalidele tuvastati 1H ja 13C NMR spektrites propargüülrühma uusi signaale. Veelgi enam, dipolarofiili (2) 1H NMR spekter, mis registreeriti CDCl3-s sagedusel 300 MHz, näitas dubletti δH juures 5,06 (2H, d, J=2,4 Hz), mis vastab metüleenprootonile H{{13 }}" ja triplett δH 2,36 (1H, t, J=2,4 Hz) juures, mis on omistatav etünüülrühma prootonile (H-3"). 13C NMR spekter kinnitas propargüülrühma sissetoomist uute signaalide jälgimisega δC 78,4, 76,9 ja 59,6 juures, mis on omistatavad C-2", C-3" ja C{{29} }", vastavalt. Hüdroksimüülkloriidid a–m on peamised prekursorid arüülnitriiloksiidide in situ põlvkondade jaoks – reaktiivid, mis osalevad 1,3-dipolaarse tsükloliitumise reaktsioonis isoksasoolide sünteesiks. Eelkäijad (a –m) sünteesiti sobivatest aldehüüdidest vastavalt Himo jt (2005) [51] kirjeldatud üldprotseduurile Soovitud hüdroksüülkloriidid (a–m) saadi hea saagisega, vahemikus 80 kuni 98 protsenti (tabel). 1) Seega tekkisid vastavad arüülnitriiloksiidid in situ vastavate hüdroksüülkloriidide dehüdrohalogeenimisel, kasutades alusena trietüülamiini Tabel 1. Hüdroksüülkloriidide (a–m) ja trifluorometüülimise flavonoidipõhiste isoksasoolide (3a) struktuurid ja saagised. –m).

1,3-dipolaarset tsükloliitumisreaktsiooni rakendati regiospetsiifilises lähenemisviisis, kasutades terminaalset alküüni (2) ja erinevaid hüdroksüülkloriide (a–m), mis olid erinevalt asendatud (skeem 3). Saadud tulemused on toodud tabelis 1. Skeem 3. Flavonoid-isoksasoolide 3a–m trifluorometüülimise sünteesirada. Kõik reaktsioonid viidi läbi mikrolainekiirgusega (25 0 W) DMF-s trietüülamiini ja vaskjodiidi (CuI) juuresolekul 5 minuti jooksul. Produktid eraldati reaktsioonisegust lihtsa puhastamise teel silikageelikolonnis. Äsja valmistatud 3,{{10}}diasendatud isoksasoolid (3a–m) saadi saagisega 73–96 protsenti (tabel 1). Sünteesitud trifluorometüülimise flavonoidil põhinevate isoksasoolide (3a–m) (tabel 1) struktuurid määrati 1H, 13C NMR ja DEPT 135 abil. Nende ühendite 1H NMR spektrid näitasid singletti, mis resoneeris δH juures 6,3{{68 }}–6,60, mis on omistatav isoksasoolitsükli metiini prootonile H-4", teine ​​singlett δH 5,35–5,45 juures, mis on omistatav metüleenprootonile H-6", ja muud signaalid aromaatset prootonitsooni, mis on seotud arüülrühma poolt sisestatud prootonitega. Lisaks kinnitasid need struktuurid nende 13C NMR ja DEPT 135 spektrid, mis näitavad kõiki eeldatavaid süsinikusignaale – eriti aromaatseid signaale, mis on sisestatud kasutatud hüdroksüülkloriidide poolt, aga ka metiini C-4" süsinikku. isoksasoolitsükkel, mis resoneerib δC 1{{9{{1{{105}}0}}}}2,5–103.0 ja mille signaal on DEPT 135 spektris inverteeritud, resoneerides δC 63,5–63,9 juures, mis on omistatav metüleenile C-6". 2.2. Amülaasi inhibeerimise hindamine Ensüümide aktiivsuse kontrollimiseks on inhibeerimine üks edukamaid ravimeetodeid. Seetõttu on amülaasi ensüümi inhibeerimine osaline viis diabeedi juhtimiseks ja kehakaalu kontrollimiseks, takistades süsivesikute seedimist. Praeguseks on sellised ravimid nagu akarboos moodustanud osa DM ja rasvumise raviks kasutatavate ravimite arsenali. Siiski ei kasutata akarboosi monoteraapiana selle tõhususe ja kõrvaltoimete tõttu; selle asemel kasutatakse akarboosi lisaravina ja seda kasutatakse väga sageli koos teiste hüpoglükeemiliste ravimitega. Lisaks sellele kasutatakse seda ravimit tavaliselt standardühendina amülaasi inhibeerimise uurimisel. Selles uuringus hinnati 15 sünteesitud ühendit (1, 2 ja 3a–m) nende amülaasi inhibeeriva toime suhtes. Tulemused väljendati tugevuse (IC50 ± SEM µM) ja efektiivsuse (PI juures 50 µM) parameetrites ning need on toodud tabelis 2. Vastavalt tulemustele on sünteesitud molekulid (1, 2 ja 3a–m), millel on anti- -amülaasi aktiivsus (p väiksem või võrdne 0.05), efektiivsus on vahemikus 64,5 ± {{177} },7 kuni 94,7 ± 1,2 protsenti kontsentratsioonil 50 µM ja IC5{{2{{207}}2}} väärtuste tugevus varieerub vahemikus 12,6 ± {{219} },2 kuni 27,6 ± 1,1 uM. Äsja valmistatud trifluorometüülimise flavonoididel põhinevatest isoksasoolidest leiti, et 3b (R1=F, R2=H) on kõige tugevam (IC50=12,6 ± 0,2 µM) ja kõige tõhusam (PI=94,7 ± 1,2 protsenti 50 µM juures) ühend amülaasi ensüümi aktiivsuse inhibeerimiseks. Leiti, et need olulised väärtused on võrreldavad standardainena kasutatud akarboosi väärtustega (PI=97,8 ± 0,5 protsenti 50 µM juures; IC50=12,4 ± 0,1 µM). Samuti võib ühendeid 3h, 3j ja 3m pidada bioaktiivseteks efektiivsuse ja tugevuse osas (PI= 93,1 ± 0,9 protsenti –93,5 ± 1,1 protsenti kontsentratsioonis 50 µM; IC50=13.3 ± 0,2 µM–13,8 ± 0,1 µM) võrreldes nende analoogiga 3b ja akarboosiga. Ülejäänud ühendid (1, 2, 3a, 3c, 3d, 3e, 3f, 3g, 3i, 3k ja 3l) leiti samuti olevat võimelised inhibeerima -amülaasi ensüümi, kuid jäid vähem efektiivseks (PI{{ 140}},5 ± 0,7 protsenti –87,1 ± 0,7 protsenti 50 µM juures; IC50=14,4 ± 0,2 µM kuni 27,6 ± 1,1 µM) kui eelnimetatud analoogidel. Sünteesitud ühenditega saavutatud anti- -amülaasi aktiivsus on kooskõlas varasemate aruannetega, mille hulgas on Nie et al. (2020) [10] teatasid, et flavonoididel põhinevad isoksasoolid võivad pakkuda väärtuslikke karkasse diabeedivastaste ravimite avastamiseks. Sünteesitud molekulide struktuuride ja aktiivsuse võrdlemisel näitasid isoksasoolitsükliga seotud fenüülrühma para-asendis halogeenitud ühendid 3bd märkimisväärset efektiivsust (PI= 85,4 ± 0,9 protsenti –94,7 ± 1,2 protsenti 50 µM) ja aktiivsust (IC50=12,6 ± 0,2 µM–14,6 ± 0,3 µM) amülaasi ensüümi inhibeerimisel. See leid on hästi kooskõlas kirjandusega, mis näitab, et halogeeniaatomite (F, Cl või Br) olemasolu struktuuris oli amülaasi tugeva inhibeerimise jaoks oluline [49, 50]. Lisaks võimaldas struktuuri ja aktiivsuse seose uuring järeldada, et rohkem induktiivseid atraktori (-I) ja mesomeerse doonori (pluss M) toimeid suurendavad amülaasi inhibeerivat efektiivsust ja tugevust (fluoritud derivaadi 3b aktiivsus (R{186}). } F, R2=H; PI=94,7 ± 1,2 protsenti 50 µM juures; IC50=12,6 ± 0,2 µM) on kõrgem kui klooritud derivaadil 3c (R{ {198}} Cl, R2=H; PI=87,1 ± 0,7 protsenti 50 µM juures; IC50=14,4 ± 0,2 µM), millele järgneb broomitud derivaat 3d (R 1=Br, R2=H; PI=85,4 ± 0,9 protsenti 50 µM juures; IC50=14,6 ± 0,3 µM)), vastavalt varasematele uuringutele [ 4,49]. On ilmne, et -amülaasi inhibeerimine suureneb koos halogeeni aatomite induktiivse atraktori (-I) ja mesomeerse doonori (pluss M) toimega.

2.3. Molekulaarse dokkimise uuringudEnsüüm -amülaas (EC 3.2.1.1) – glükosüülhüdrolaas – hüdrolüüsib tärklise, näiteks amüloosi, -1,4-glükosiidsidemeid. Amülaasi ensüümi kristallstruktuur (PDB: 7TAA) koosneb ahelast A, mille järjestuse pikkus on 478 aminohapet [52]. -Amülaas on üks tähtsamaid võtmeensüüme, mis vastutavad süsivesikute seedimise eest [5]; seega pakub amülaasi ensüümi blokeerimine strateegiat diabeedi kontrolli all hoidmiseks ja aitab rasvumise ohjamisel [6,7]. Viidi läbi ulatuslik molekulaarne dokkimisanalüüs, et uurida sidumisrežiimi, määrata sünteesitud molekulide (1, 2 ja 3a–m) tõenäolised vastasmõjud Aspergillus oryzae valgu kristallstruktuuri ABC (modifitseeritud akarboosheksasahhariid) hüdrofoobses sidumistaskus. amülaasi ensüümi (PDB: 7TAA) [52], kasutades AutoDock Vina tarkvara, ja ratsionaliseerida äsja sünteesitud ühendite täheldatud in vitro amülaasi inhibeerivat toimet. Kõiki sünteesitud molekule (1, 2 ja 3a–m) – ja standardainena kasutatud akarboosi – uuriti in silico. Ligandide sidumisenergiad ja interaktsiooni üksikasjad (interaktsioonide arv, interakteeruvate aminohapete arv, interakteeruvad aminohapped ja vesiniksidemed) sihtensüümiga on esitatud tabelis 2. In silico dokkimise tulemuste põhjal (tabel 2) täheldati seda. et ühenditel 1 ja 2 oli amülaasi ensüümi (PDB: 7TAA) seondumiskohas hea seondumisenergia (vastavalt –7,7 ja –7,8 kcal/mol). Need väärtused on võrreldavad standardaine (akarboos, –7,9 kcal/mol) väärtustega, võimaldades neil soodsalt sobituda sihtensüümi aktiivsesse kohta. Huvitav on see, et äsja sünteesitud trifluorometüülimise flavonoididel põhinevad isoksasoolid (3a–m) andsid oodatud tulemusi; nad olid korralikult sidumisasendis ja neil oli suurepärane sidumisenergia vahemikus –9,6 kuni –8,2 kcal/mol (tabel 2). See võimaldaks neil kõigil paremini sobituda amülaasi ensüümi aktiivsesse kohta, paremini kui akarboos. Kolme kõige aktiivsema ühendi (3b, 3h ja 3j) seondumisviisi sihtensüümiga käsitletakse allpool. Ühend 3b – amülaasi ensüümi kõige tugevam ja tõhusam inhibiitor testitud trifluorometüülimise flavonoidil põhinevate isoksasoolide seerias – näitas suurepärast sidumisenergiat –9,6 kcal/mol. Lisaks viitab 3b seondumisviis sellele, et see on seotud 16 mittekovalentse interaktsiooniga 10 aminohappega (tabel 2). Põhjalikult moodustab 3-(3-(4-fluorofenüül)isoksasool-5-üül)metoksüülrühm kaks halogeen- (fluor) sidet ASP-206-ga, Pi-ga –Pi T-kujuline side TYR-82-ga, Pi-katioonside HIS-80-ga, molekulid 2021, 26, 5214 8 18 kahest tavapärasest vesiniksidemest koos ARG{{71 }} ning Pi-anioon ja süsinik-vesinikside koos ASP-340 jäägiga. Lisaks osaleb flavonoidskeleti C-40-ga seotud trifluorometüülrühm tavapärases vesiniku sidumises GLY-167-ga ja kahes alküülsidemes LEU-166 ja LEU-173 aminoga. happed. Teisest küljest interakteerub flflavonoidskelett Pi-anioonsideme kaudu ASP-340-ga, tavapärase vesiniksideme kaudu GLN-35-ga ning Pi-alküül- ja kahe Pi-Pi virnastatud sideme kaudu TYR-ga {80}} (joonis 1).

Joonis fig 1. Ühend 3b sobib PDB ABC hüdrofoobsesse sidumistaskusse: 7TAA.

Lisaks oli ühendil 3h huvitav sidumisenergia -9, 3 kcal / mol. Selle sidumisrežiim näitab, et see osaleb 15 mittekovalentses interaktsioonis 10 jäägiga (tabel 2). Vastavalt sellele viitab dokkimisanalüüsi molekulaarne ülevaade sellele, et 3-(3-(4- metoksüfenüül)isoksasool-5-üül)metoksüülrühm moodustab kaks süsinik-vesinik sidet GLU-ga{{12 }}, Pi-Pi T-kujuline side TYR-82-ga, kaks tavalist vesiniksidemet ARG-344-ga, süsinik-vesinikside HIS-iga-80 ja Pi-anioonside koos ASP-340 jäägiga. Lisaks on trifluorometüülrühm seotud tavapärase vesiniksidemega GLY-167-ga ja kahes alküülinteraktsioonis LEU-166 ja LEU-173 aminohapetega. Lisaks on flflavonoidskelett seotud tavapärase vesiniksidemega GLN-35, Pi-anioonsidemega ASP-340, kahe Pi-Pi virnastatud sidemega ja Pi-alküülsidemega TYR{ga {24}} (joonis 2)

Teisest küljest näitas ühend 3j olulist sidumisenergiat -9, 2 kcal / mol. Selle seondumisviis näitab, et see on seotud 16 mittekovalentse interaktsiooniga 13 aminohappega (tabel 2). Seetõttu viitab molekulaarse dokkimise süvaanalüüs sellele, et 3-(3-(4-butoksü-3-klorofenüül)isoksasool-5-üül)metoksüülosa moodustab kaks konventsionaalset vesiniksidemed ARG-ga süsinik-vesinikside jäägiga GLU-230, Pi-anioonside ASP-ga-340 ja Pi-katioonside HIS-iga-80. Lisaks on flflavonoidskeleti aromaatse ringiga B seotud trifluorometüülrühm seotud tavapärase vesiniksidemega GLY-167 ja kahes alküülinteraktsioonis LEU-166 ja LEU-173 jääkidega. Lisaks on flflavonoidskelett seotud tavapärase vesiniksidemega GLN-35 ja Pi-alküül- ja kahe Pi-Pi virnastatud sidemega aminohappega TYR-75 (joonis 3). Aspergillus oryzae -amülaasi ensüümis (PDB: 7TAA) on glükosiidsidemete lõhustamise eest vastutavad nukleofiilid ja katalüütilised happe/aluse jäägid aminohapped ASP-206 ja GLU-230. , vastavalt [5]. Seetõttu on interaktsioonid valgu ja ligandi vahel, peamiselt GLU-230 ja ASP-206 jääkide kaudu, parim viis glükosiidsidemete lõhustumise blokeerimiseks. Tegelikult on madal seondumisenergia, õige sidumispositsioon, võime suhelda glükosiidse lõhustamise peamiste jääkidega (GLU-230 ja ASP-206) ning suur hulk interaktsioone aktiivses taskus. sihtensüüm (tabel 2) võib selgitada enamiku ühendite tugevat inhibeerivat amülaasi efektiivsust.

Joonis 3. Ühend 3j sobib ABC hüdrofoobsesse sidumistaskusse esialgses eelarveprojektis: 7TAA

3. Materjalid ja meetodid

3.1. Üldine eksperimentaalProtseduuridKõik kasutatud lahustid destilleeriti enne kasutamist värskelt. Kõiki keemilisi reaktsioone jälgiti kaubanduslike TLC plaatidega (silikageel 60, F254, SDS). Sulamispunktide määramiseks kasutati Büchi 510 aparaati. Kõik 1H NMR (300 MHz), DEPT 135 ja 13C NMR (75 MHz) spektrid registreeriti deutereeritud kloroformis ja dimetüülsulfoksiid-d6 Bruker AC{10}} spektromeetriga. Kõik keemilised nihked (δ) esitati osades miljoni kohta (ppm), sidestuskonstandid (J) esitati hertsides (Hz) ja sisemise võrdlusalusena kasutati deutereerimata lahusti jääkresonantsi. DCI-HRMS spektrid juhiti aWaters GCT 1er-s positiivse iooni režiimis. ESI-HRMS spektrid registreeriti ESI-TOF-iga (Waters LCT, Markham, Ontario, Kanada) positiivsete ioonide režiimis, kasutades reflektroni režiimi.

4. Järeldused

15 äsja sünteesitud trifluorometüülimise flavonoidil põhinevat isoksasooli (3a–m) hinnati in vitro nende amülaasi inhibeeriva toime suhtes ja täheldati märkimisväärseid tulemusi. Tsükloaduktidel 3b, 3h, 3j ja 3m oli võrreldav efektiivsus ja tugevus akarboosi omadega, mida kasutati standardainena amülaasi ensüümi inhibeerimiseks. Lisaks selgus struktuuri ja aktiivsuse seose analüüsist, et kõige aktiivsemad ühendid olid halogeenitud ja alkoksüleeritud derivaadid. Silikodokimise analüüsi kohaselt näitasid trifluorometüülimise flavonoididel põhinevad isoksasoolid madalat seondumisenergiat, suurt hulka interaktsioone ja õiget sidumisasendit sihtensüümi aktiivses taskus. Enamik neist interakteeris nukleofiilide ja katalüütilise happe/aluse jääkidega (GLU-230 ja ASP-206), mis võib seletada nende tõhusust ja tugevust -amülaasi ensümaatilise aktiivsuse pärssimisel. Sünteesitud hübriidühendite paljutõotavad tegevused julgustavad neid osalema uute diabeedi- ja rasvumisvastaste ainete avastamisel. Siiski peavad väga põhjalikud uuringud ja ohutustegurid võtma arvesse riske, mis on seotud toimeaine uudsuse, toksilisuse, stabiilsuse ja lahustuvusega vesikeskkonnas ning farmakodünaamiliste omadustega, sealhulgas usaldusväärsusega, millega kõrvaltoimeid saab jälgida. inimestel enne potentsiaalselt tõsiste/pöördumatute kõrvaltoimete tekkimist. Täiendavad materjalid: Internetis on saadaval järgmised materjalid, sünteesitud ühendite NMR spektrid (1, 2 ja 3a–m), tabel S1: IC50 väärtuste arvutamiseks kasutatud kontsentratsiooni-vastuse kõverad. Autori panused: FKA ja IS kontseptualiseerimine; metoodika, HBJ; tarkvara, IS ja H.NA; valideerimine, FKA ja AC; formaalne analüüs, MRE; uurimine, FKA ja IS; ressursid, BYA; andmete kureerimine, FKA ja IS; kirjutamine – algse eelnõu ettevalmistamine, FKA ja IS; kirjutamine – läbivaatamine ja toimetamine, HBJ; visualiseerimine, FKA ja BYA; järelevalve, HBJ; projektihaldus, FKA ja HBJ; rahastamise omandamine, FKA Kõik autorid on käsikirja avaldatud versiooni läbi lugenud ja sellega nõustunud. Rahastamine: see uurimus ei saanud välist rahastamist.Institutsioonilise ülevaatenõukogu avaldus: ei kohaldata.Teadlik nõusolekuavaldus: ei kohaldata.Andmete kättesaadavuse avaldus: Ei kohaldata. Tänuavaldused: Autorid tunnustavad imaam Mohammad Ibn Saud Islamic teadusuuringute dekaani Ülikooli selle töö rahastamiseks uurimisrühma kaudu. RG-21-09-69. Huvide konflikt: autorid ei deklareeri huvide konflikti. Näidiste saadavus: Ühendite näidised pole autoritelt saadaval.

Viited
1. Boutayeb, A.; Boutayeb, S. Mittenakkushaiguste koormus arengumaades. Int. J. Equity Health 2005, 4, 1–8. [CrossRef]
2. Wagner, KH; Brath, H. Globaalne vaade mittenakkushaiguste arengule. Eelmine Med. 2012, 54, S38–S41. [CrossRef]
3. Tseng, CH Arseenist põhjustatud suhkurtõve võimalikud bioloogilised mehhanismid. Toksikool. Rakendus Pharmacol. 2004, 197, 67–83. [CrossRef]
4. Sala, D.; Zorzano, A. Lihasmassi diferentsiaalne kontroll 1. ja 2. tüüpi suhkurtõve korral. Kamber. Mol. Life Sci. 2015, 72, 3803–3817. [CrossRef]
5. Brzozowski, AM; Davies, GJ Aspergillus oryzae -amülaasi struktuur kompleksis akarboosi inhibiitoriga 2.0 Å eraldusvõimega. Biochemistry 1997, 36, 10837–10845. [CrossRef]
6. Jayaraj, S.; Suresh, S.; Kadeppagari, RK Amülaasi inhibiitorid ja nende biomeditsiinilised rakendused. Starch-Stärke 2013, 65, 535–542. [CrossRef]
7. Khan, S.; Nazir, M.; Raiz, N.; Saleem, M.; Zengin, G.; Fazal, G.; Saleem, H.; Mukhtar, M.; Tousif, MI; Tareen, RB; et al. Fütokeemiline profiilide koostamine, in vitro bioloogilised omadused ja in silico uuringud Caragana ambigua varude (Fabaceae) kohta: terviklik lähenemisviis. Ind. Crops Prod. 2019, 131, 117–124. [CrossRef]
8. Berg, JM; Tymoczko, JL; Stryer, L. Spetsiifilised molekulid võivad ensüüme inhibeerida. In Biochemistry, 5. väljaanne; WH Freeman: New York, NY, USA, 2002.
9. Kam, A.; Li, KM; Razmovski-Naumovski, V.; Nammi, S.; Shi, J.; Chan, K.; Li, GQ Võrdlev uuring granaatõuna erinevate osade ja keemiliste koostisosade inhibeeriva toime kohta -amülaasile ja -glükosidaasile. Phytother. Res. 2013, 27, 1614–1620. [CrossRef]
10. Nie, JP; Qu, ZN; Chen, Y.; Chen, JH; Jiang, Y.; Jin, MN; Yu, Y.; Niu, WY; Duan, peakorter; Qin, N. Uute isoksasoolipõhiste flavonoidderivaatide avastamine ja diabeedivastased toimed. Fitoteraapia 2020, 142, 104499. [CrossRef]
11. Malešev, D.; Kunti´c, V. Metall-flavonoidkelaatide uurimine ja flavonoidide määramine metall-flavonoid komplekside moodustumise reaktsioonide kaudu. J. Serb. Chem. Soc. 2007, 72, 921–939. [CrossRef]
12. Pinheiro, PF; Goncalon, CJ Flavonoidide ja nendega seotud ühendite struktuurianalüüs – spektroskoopiliste rakenduste ülevaade. In Phytochemicals – globaalne vaade nende rollist toitumises ja tervises; InTech: London, Ühendkuningriik, 2012.
13. Lo Piparo, E.; Scheib, H.; Frei, N.; Williamson, G.; Grigorov, M.; Chou, CJFlavonoidid jaokstärklise seedimise kontrollimine: inimese amülaasi inhibeerimise struktuurinõuded. J. Med. Chem. 2008, 51, 3555–3561. [CrossRef]
14. Xiao, J.; Ni, X.; Kai, G.; Chen, X. Ülevaade toitumise struktuuri ja aktiivsuse suhetestpolüfenoolide pärssimine-amülaas. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2013, 53, 497–506. [CrossRef] [PubMed]
15. Hua, F.; Zhou, P.; Wu, HY; Chu, GX; Xie, ZW; Bao, GH -glükosidaasi ja -amülaasi inhibeerimine Lu'an GuaPian tee flavonoidglükosiidide poolt: molekulaarne dokkimine ja interaktsioonimehhanism. Toidu funktsioon. 2018, 9, 4173–4183. [CrossRef] [PubMed]
16. Vinayagam, R.; Xu, B. Toidu flavonoidide diabeedivastased omadused: rakulise mehhanismi ülevaade. Nutr. Metab. 2015, 12, 1–20. [CrossRef] [PubMed] 17. Ghorbani, A. Flavonoidrutiini diabeedivastase toime mehhanismid. Biomed. Pharmacother. 2017, 96, 305–312. [CrossRef] [PubMed]