Arzneimitteldesign: Offener Zugang
Offener Zugang

Abstrakt

Interaktions-, Dynamik- und Stabilitätsanalyse einiger kleinerer Furchenbinder mit B-DNA-Dodekamer 5' (CGCAAATTTGCG)-3'

Anwesh Pandey, Anurag Upadhyaya, Suresh Kumar, Anil Kumar Yadav

Desoxyribonukleinsäure (DNA) ist aufgrund ihrer Genexpressionstendenzen ein bekanntes zelluläres Ziel für viele antibakterielle und krebshemmende Mittel. Die Wechselwirkung von Arzneimitteln mit Nukleinsäure ist eines der wichtigsten Merkmale der Pharmakologie und spielt eine bedeutende Rolle beim Verständnis des Wirkmechanismus von Arzneimitteln und bei der Entwicklung wirksamerer Arzneimittel mit minimalen Nebenwirkungen. Furane sind seit langem bekannt und es wird oft behauptet, dass sie verschiedene medizinische und therapeutische Eigenschaften besitzen. In der vorliegenden Forschungsarbeit wurden zwei Molekülklassen, nämlich 2,4-Bis(4-amidinophenyl)furane und umgekehrte Diamidino-2,5-diarylfurane, computergestützt auf ihre relativen Bindungsstärken und Tendenzen zur Bildung stabiler Komplexe mit DNA (PDB-ID: 4AH0) untersucht. Molekulares Docking wurde durchgeführt, um die Bindungstasche des Arzneimittels in der Nähe von DNA vorherzusagen, und molekulare Dynamik wurde durchgeführt, um die Interaktionsdynamik zur Unterstützung des vorhergesagten Bindungsmodus zu untersuchen. Das Docking ergab, dass die Bindungsstelle eine AT-reiche Region war, wie sie von kleinen Furchenbindern bevorzugt wird. RMSD- und RMSF-Analysen wurden auf Grundlage der aus MD-Studien gewonnenen Daten durchgeführt. Erstere Studie ergab, dass Liganden an den bevorzugten Bindungspositionen der DNA gebunden bleiben, ohne dass es zu nennenswerten Abweichungen in ihrer kleinen Furche kommt. Letztere hingegen ergab, dass die topologische Struktur der DNA während der gesamten Simulation intakt blieb, woraus sich auf die Stabilität von Arzneimittel-DNA-Komplexen schließen lässt. Diese Studie beschreibt die Eigenschaften und Dynamik von DNA bei der Wechselwirkung mit Furanderivaten und berücksichtigt dabei die Verformung bei der Bindung, die eine bedeutende Rolle bei der Entdeckung neuer Bindemittel für die kleine Furche als Regulator der Genexpression spielen kann. In dieser Studie führten wir auch eine Natural Bond Orbital (NBO)-Analyse unter Verwendung des Programmpakets Gaussian 09 durch, um intra- und intermolekulare Orbitalbindungen und -wechselwirkungen in der optimierten elektronisch-chemischen Struktur zu berechnen, insbesondere Ladungstransfer und Stabilisierungsgewinnenergie.