Analyse af Ionon - baserede Chalconderivater som Antiprostatacanceraktivitet | Jiotower

resultater og diskussion

de kristionionbaserede chalkoner 1-15, kristionionbaserede chalkoner 16-22 og 4-hydroksi-kristionionbaserede chalkoner 23-43 viste betydelig cytotoksicitet i lncap-cellelinien, da antiprostataaktivitet (tabel 1). Forbindelse 25 var mest potent; 5, 11, 34, 39 og 40 var moderate, og 9, 17, 21 og 30 var mindst aktive iononbaserede chalconforbindelser sammenlignet med moderanalogen 25, som har elektronudtagningsgruppe ved metapositionen. Ved forskydning af-CF3 fra metapositionen til para-positionen(6, 18 og 26) eller eliminering af-CF3 med –NO2 (11, 21 og 40), –F(9 og 30) har elektrondonerende gruppe-CH3 (14, 22 og 38) væsentligt svækket cytotoksiciteten i prostatacancerceller sammenlignet med forbindelse 25.

ved hjælp af serien af iononbaserede chalcones-derivater, der besidder antiprostatacanceraktivitet, blev 3d-Ksar-modeller afledt. CoMFA-og CoMSIA-modellerne blev udviklet ved hjælp af fælles underkonstruktionsbaseret justeringsskema. Under 3D-analyser valgte vi 10 forbindelser som testsæt til modelvalidering (1, 12, 13, 15, 16, 20, 27, 33, 39 og 43) og resterende i træningssæt blev udvalgt efter mangfoldighedsmetode på en sådan måde, at den strukturelle mangfoldighed og den brede vifte af biologisk aktivitet i datasættet blev tilføjet. De strukturer af forbindelser, der anvendes i træning og test sæt vist i tabel 1.

resultaterne af pls statistiske analyser for tilpasningsmetoderne er opsummeret i tabel 2. CoMFA statistisk model ved anvendelse af steriske og elektrostatiske bidragsfelter var henholdsvis 30,1% og 69,9%, gav en krydsvalideret korrelationskoefficient (2.kvartal) på 0,527, ikke-krydsvalideret korrelationskoefficient (r2) på 0,636, F-værdi på 34,902, lavt standardfejlestimat (se) på 0,236 med et optimalt antal komponenter 2 og Pred r2 på 0,621 blev opnået. De forudsagte aktiviteter for inhibitorerne sammen med de eksperimentelle aktiviteter og restværdier er anført i tabel 3. Scatter-plottet for de faktiske pIC50 versus forudsagte pIC50-værdier for Trænings-og testsættene er afbildet i fig. 2a. aktiviteter forudsagt af CoMFA model er i overensstemmelse med de eksperimentelle data. PLS-analyse og forudsagte aktiviteter antyder, at der blev udviklet en pålidelig CoMFA-model.

tabel 3

forudsagt og restværdi af COMFA, COMSIA og hovedkvarterets RELATIONSMODEL

i CoMSIA-analyse blev hydrofobe, hydrogenbindingsdonor-og hydrogenbindingsacceptorfelter ud over steriske og elektrostatiske felter beregnet. En kombination af forskellige felter blev anvendt for at opnå det optimale resultat. Anvendelse af forbindelser fra træningssættet og en kombination af steriske, elektrostatiske og hydrogenbindingsacceptorfelter; en model med krydsvalideret korrelationskoefficient (2.kvartal) på 0,550, ikke-krydsvalideret korrelationskoefficient (r2) på 0,671, F-værdi på 26,581, lav standardfejlestimat (se) på 0.257 med en optimeret komponent på 2 og Pred r2 på 0,563 blev opnået. Feltbidragene fra steriske, elektrostatiske hydrofobe, hydrogenbindingsdonor-og hydrogenbindingsacceptorfelter var henholdsvis 0,036, 0,437, 0,090, 0,296 og 0,141.

de statistiske parametre er opsummeret i tabel 2. De forudsagte og eksperimentelle aktiviteter for inhibitorer med deres restkoncentrationer er anført i tabel 3, og spredningsplottet for de faktiske pIC50 versus forudsagte pIC50-værdier for Trænings-og testsættene vises i fig. 2b. De forudsagte aktiviteter er i overensstemmelse med de eksperimentelle data, hvilket indikerer, at der blev udviklet en pålidelig CoMSIA-model.

3D-koefficientkonturkort blev genereret for at visualisere resultaterne af 3D-Ksar-modellerne. CoMFA-og CoMSIA-resultaterne blev Grafisk fortolket af feltbidragskortene ved hjælp af felttypen STDEV*COEFF. Konturkortene over CoMFA (sterisk og elektrostatisk) og CoMSIA (sterisk, elektrostatisk, hydrofob, hydrogen-bond donor og acceptor felter) er vist i fig. fig.Henholdsvis 33 og 4,4. Forbindelse 25 blev mærket og vist på kortet ved hjælp af visualisering.

kontur kort til CoMFA model.

konturkort over forbindelse 25 Til CoMFA model (A) sterisk og (b) elektrostatisk.

konturkort til CoMSIA model.

konturkort over forbindelse 25 Til CoMSIA-model (a) sterisk, (b) elektrostatisk, (c) hydrofob, (d) brintdonor og (e) brintacceptorkonturkort for forbindelse 25.

i fig. 3a, konturkortet over det steriske felt af CoMFA model, en stor grøn konturpolyhedron placeret omkring hydroksigruppen antydede, at passende omfangsrige grupper havde gunstige steriske interaktioner. Dette kan være grunden til, at forbindelser med-CF3-substituent (5, 7, 25, 28, 32 og 34) i R3-regionen viste potent antiprostatacanceraktivitet end molekyler med og uden nogen substituent i denne særlige position R3. To gule farvekonturer indikerede, at voluminøse grupper var steriske ugunstige i denne retning, da sterisk sammenstød kunne forekomme. En lille grøn kontur ved siden af ring var i overensstemmelse med den lette stigning i aktivitet.

det elektrostatiske konturkort over CoMFA-modellen kan ses tydeligt fra fig. 3b. De blå konturer indikerer, at elektropositive substituenter ville øge AR-antagonistaktiviteten med protein, mens rød farve indikerer, at de skulle være de elektronrige grupper faldt. Da de røde konturer blev fundet nær hydroksi – gruppen af forbindelse 25, som er en elektronrig funktionalitet og således udviser høj AR-antprostatacanceraktivitet.

de steriske og elektrostatiske konturer af CoMSIA-modellen lignede CoMFA-konturerne fig. 4. I det steriske felt var der imidlertid en grøn farve, og blå farve foretrækkes, mens den gule og røde farve er utilfreds nær den funktionelle gruppe. Gul farve under phenylringen viser kravet om mindre omfangsrige substituenter, mens nær den cykliske ring grønfarvet foretrækkes for omfangsrige substituenter (fig. 4a). For elektrostatisk blå farvet nær phenylringen viser, at elektrondonerende gruppe er påkrævet i den position. Dette konturkort lignede CoMFA-modellen. Hvad angår det elektrostatiske felt, var de vigtigste blå og røde polyhedroner ens med den i CoMFA-model (fig. 4b).

i den hydrofobe interaktion viser gul farve, at phenylringen er aktiv og bidrager til lipofiliciteten, mens hvidfarvet nær umættet cyklisk ring er disfavorerende lipofilicitet (fig. 4c). I hydrogenbindingsdonorinteraktionsanalysen viser cyan og lilla farvet favorerende og disfavorerende natur med hensyn til biologisk aktivitet nær umættet cyklisk ring (fig. 4d). I hydrogenbindingsacceptorinteraktionsundersøgelsen rødfarvet misfornøjet acceptorgruppen fastgjort med umættet ring og bidrager mindre i den biologiske aktivitet, mens magenta farve nær umættet cyklisk ring favoriserer biologisk aktivitet fig. 4e.

HKSAR-analyser blev udført ved screening af 12 standardserier af hologramlængdeværdier i området fra 53-401 bakker, oprindeligt ved hjælp af fragmentstørrelsesstandarden (4-7) på forskellige forskellige fragmenter som A/B/C, A/B/H, A/B/Ch, A/B/C/H, A/B/C/H, A/B/C/Ch, A/B/C/DA, A/B/C/da, A/B/C/da, A/B/C/DA, A/B/C/DA, A/B/H/Ch, A/B/H/da, A/B/H/da ch/da, a/b/c / h / da, A / B / C / H / da, A / B / C / H / da og A / c / h / ch / da. Mønstrene for fragmentantal fra træningssætinhibitorerne var relateret til den eksperimentelle biologiske aktivitet ved hjælp af PLS-analyse. Den bedste statistiske parameter blev opnået fra PLS-analyser med A/B/C. Indflydelsen af fragmentstørrelse er af grundlæggende betydning i genereringen af HOVEDKVARTERMODELLER, da denne parameter styrer minimums-og maksimumslængderne af fragmenter, der skal kodes i hologrammet fingeraftryk.

hovedkvarterets statistiske model genereret ved hjælp af standardfragmentstørrelse (4-7) med fragment distinkt (A/B/C) gav en krydsvalideret korrelationskoefficient (2.kvartal) på 0,670, ikke-krydsvalideret korrelationskoefficient (r2) på 0,746, lavt standardfejlestimat (se) på 0,203 med en optimeret komponent på 4, og Pred r2 på 0,732 blev opnået (Tabel 4). Således var den her opnåede HOVEDKVARTERMODEL pålidelig. De forudsigelige og resterende pIC50-værdier for data baseret på HOVEDKVARTERMODELLEN er anført i tabel 3. Scatter-plottet for de faktiske pIC50 versus forudsagte pIC50-værdier for Trænings-og testsættene vises i fig. 5.

korrelation plot af hovedkvarteret.

korrelation mellem de eksperimentelle og forudsagte aktiviteter i hovedkvarterets model. – Kurertræning, kurertest.

tabel 4

resultater af hologram kvantitativ struktur aktivitetsforhold analyser på de vigtigste statistiske parametre ved hjælp FRAGMENT-størrelse standard

på grafisk vis giver vi oplysninger om atom-eller fragmentbidragene til aktiviteterne i forskellige farver. Farverne i den grønne ende (gul, grøn-blå og grøn) afspejler positivt bidrag, farver i den røde ende af spektret (rød, rød-orange og orange) afspejler negativt bidrag, og neutrale bidrag er farvet i hvidt. De mest aktive molekylære fragmenter af forbindelse 25, mest potente antiprostatacancerforbindelse i datasættet er vist i fig. 6. Ifølge bidragskortene er de molekylære fragmenter svarende til den umættede ring stærkt relateret til biologisk affinitet ved C1, C2 og C6 (farvet i grøn og gul).

konturkort til compound 25.

de regioner, der negativt bidrager til biologisk aktivitet, inkluderer methylgruppen bundet til phenylring ved R3, og fandt også, at de elektrondonerende grupper reducerer aktiviteten og kunne erstattes af elektronudtagende substituenter med forskellige strukturelle og fysisk-kemiske træk med det formål at øge affiniteten og styrken af de forbindelser, der er undersøgt i dette arbejde.

de forudsigelige kræfter i CoMFA-og CoMSIA-modellerne blev valideret af det eksterne testsæt med 14 forbindelser. De forudsagte pIC50-værdier for testforbindelserne er i overensstemmelse med de eksperimentelle data inden for et acceptabelt fejlområde. R2-pred-værdierne blev beregnet til at være 0,621 og 0,563 for henholdsvis CoMFA-og CoMSIA-modeller. Et testsæt på 10 forbindelser udelukket fra konstruktionen af 3D-Ksar-modeller blev brugt til yderligere at validere de opnåede modellers forudsigelsesevne. Korrelationskoefficienten r2 (r2 pred) for CoMFA-og CoMSIA-modellerne var henholdsvis 0,621 og 0,563, hvilket indikerer en god forudsigelsesevne. Ekstern validering ved hjælp af Tropshas valideringsmetoder blev udført for yderligere at vurdere comfa-og CoMSIA-modellernes forudsigelige evne. Denne Validering blev udført under anvendelse af de 10 testsætforbindelser, der ikke var inkluderet i udviklingen af modellen. CoMFA-og CoMSIA-modellerne opfyldte følgende betingelser (i) 2.kvartal=0, 53>0, 50; (ii) r2=0, 64>0, 60 og (i) 2. kvartal=0, 55>0, 50; (ii) r2=0, 67>0, 60.

restværdien opnået fra observerede og forudsagte aktiviteter i den træning og test, der er fastsat af best CoMFA (SE), CoMSIA (Sehda) og HOVEDKVARTERMODELLEN (A/B/C). Den tilsluttede model viste god ekstern forudsigelsesevne sammenlignet med CoMFA-modellen og CoMSIA-modellerne til det eksterne testsæt. Disse statistiske resultater for testsætmolekylerne giver kraftig verifikation af, at de således afledte CoMFA -, CoMSIA-og HOVEDKVARTERSMODELLER er i stand til at forudsige anti-prostataaktiviteten af strukturelt varierede datasæt. Valideringsresultaterne indikerer, at de afledte 3D-Ksar-modeller kunne bruges til at forudsige de hæmmende aktiviteter og til at designe iononbaserede chalkoner i lncap-cellelinjen som antiprostataaktivitet.

Docking blev anvendt til at undersøge bindingsmodus mellem disse iononbaserede chalconderivater og androgenreceptorproteininhibitor 5-dihydrotestosteron (protomol) – stedet for at undersøge stabiliteten af Ksar-modeller, der tidligere blev genereret.

vi valgte den mest potente forbindelse 25 i docking-eksperimentet til at udføre den dybere docking-analyse. Ifølge den bedste docking konformation af den mest potente forbindelse 25-CF3 ved R3 etablerede nøgleinteraktion med THR 877 fungerede fluoratom som en hydrogenbindingsacceptor og dannede H-bindinger med –H-atomet af THR 877. THR 877 aminosyren var nødvendig for væksten af androgenreceptor. Den krævede THR 877 aminosyreinhibering blev opnået med den funktionelle gruppe-NH2 af de iononbaserede chalcones-derivater. – OH-gruppen syntes for involveret i et net af både hydrogenbindingsacceptor og hydrogenbindingsdonorinteraktion. Den oksy af-OH-dannede hydrogendonorinteraktion med NH2 af ARG 752; -OH af H-atom skabte hydrogenbindingsdonorinteraktion med oksy af GLN 711 aminosyre og dock score viste sig at være -3,183 kcal/mol (fig. 7a).

Bindingskonformationer af forbindelsen 25 med receptor.

Bindingskonformationer af forbindelsen 25 (A) på inhibitorbindingsstedet for androgenreceptor (PDB-kode 1t65), (b) mere indsigt i docking-analyse ved hjælp af en MOLCAD lipofile potentiel binding, (c) elektrostatisk potentiale og (d) hulrumsdybde.

for at visualisere det sekundære strukturelement i bindingen blev MOLCAD påført med inhibitorsted. I de fleste aktive forbindelse 25, aromatisk ring til stede på den lille elektrostatiske potentiale, i stærkt lipofile region og i dybere hulrum. R3-delen suspenderes på det svage elektrostatiske potentielle område, let lipofile område og øvre område af hulrumsdybde. MOLCAD-overfladen af inhibitoren 5-liter dihydrotestosteron (DHT) bindingssted blev oprettet som protomol og map vist med elektrostatisk potentiale (EP) for at undersøge og validere CoMFA elektrostatisk konturkort.

MOLCAD-overfladen af DHT blev også oprettet og vist med lipofile potentiale (LP) for at undersøge CoMSIA hydrofobe konturkort (fig. 7b). Rampen til LP viser fra rød (lipofile område) til blå (hydrofile område) farve til at undersøge CoMSIA konturer kort. R3 – sidekæden og alifatisk kæde var i grøn og R3 aromatisk phenylring i rødt område, hvilket antydede, at henholdsvis svage hydrofobe og mere hydrofobe grupper ville øge styrken.

EP-konturkortbindingsaffiniteten bekræftede og validerer CoMFA-modellen fig. 7c. docking af forbindelse 25 ind i DHT-stedet; den røde farve viser det elektronudtagende område, og lilla farve viser det elektrondonerende område. Observationer taget fra fig. 7 signifikant relaterede dem af CoMFA elektrostatisk kontur kort. I detaljer var R3-regionen i den blå region, hvilket antydede, at en elektronudtagende substituent ville være gunstig; r4, R5-positionen var i en rød region, hvilket indikerede, at elektrondonerende grupper kan øge styrken.

farverampen for hulrumsdybde spænder fra orange (højeste hulrumsdybde) til blå (laveste hulrumsdybde). R3 (- CF3) sidekæden var i den brune farve, som anbefalede, at en del i dybere hulrumsregiongrupper ville øge styrken; phenyl, – C=O og C1 af umættet ring var i en blå farve, som viste regionen af øvre hulrum (fig. 7d).

det vigtige nøglefund opnået fra CoMFA, CoMSIA, hovedkvarter og docking interaktionsanalyse fremmer os til at foreslå nogle nye antiprostatacancerforbindelser. Molekylærmodelleringsanalysen gav tilstrækkelige oplysninger om de strukturelle krav til forbedret antiprostataaktivitet. Comfa -, CoMSIA-og HOVEDKONTURKORTENE hjælper os med at optimere det tilgængelige stillads. Endvidere estimerede docking bindingsaffiniteten af den mest aktive forbindelse. Baseret på den molekylære modelleringsanbefaling i detaljer forbedrer mindre omfangsrige, elektronudtrækning, elektrondonering, hydrogenbindingsdonor og acceptorgrupper ved R2-positionen aktivitet; voluminøs, elektronudtrækning og hydrofob substituent foretrækkes ved R3; og mindre, færre omfangsrige substituenter ved r4, R5 og R6 hjælpestyrke gennem CoMFA og CoMSIA. Desuden anbefaler vi, at umættede og sammenkædede alifatiske sidekæder viste et positivt bidrag. Gruppen-CF3 og-OH var essentielle for binding til inhibitorernes hulrum (protomol). Struktur-aktivitetsforholdet udforsket af denne undersøgelse er præsenteret i fig. 8. Baseret på dette forslag designede vi en række nye antiprostatamolekyler. Disse designede molekyler blev justeret i databasen ved at justere databasemodulet, og deres pIC50-værdier blev forudsagt af de tidligere etablerede CoMFA, CoMSIA, HOVEDKVARTERMODELLER og docking-scoringer.

struktur-aktivitet forhold afsløret af docking.

y: Elektronudtrækning; ED: Elektrondonation.

ifølge forudsigelserne, tolv strukturer af nydesignede derivater, forudsagte pIC50-værdier deres og dock-score er vist i tabel 5, de fleste af de designede derivater viste bedre potenser, men forbindelser S6 og S9, som var de mest aktive derivater i databasen og verificeret i sammenligning med forbindelse 25. Vi troede, at de designede molekyler, der er vidnet af os, giver antiprostatacancer og forbliver fører til kommende forskning.

tabel 5

forudsagte PIC50-værdier og DOCKING-scoringer af nydesignede ANTIPROSTATADERIVATER

i den foreliggende undersøgelse er der anvendt Ksar-analyse og docking på et sæt iononbaserede chalcones-derivater. De genererede modeller har bekræftet at være statistisk præcise med højere 2. kvartal og r2. Molekylære modelleringsmetoder blev udført for at forstå de strukturelle træk, der er ansvarlige for ligandernes affinitet for AR. De voluminøse, negativt ladede substituenter og H-bindingsacceptorer ved R2, R3, R4, R5 og R6 position ville øge aktiviteten; substitutionen ved phenylpositionen er meget vigtig for forbedret aktivitet. Den hydrofobe substituent ved linkerens position ville øge aktiviteten. Cyliske ringe på begge sider af iononbaserede chalcones-derivater er nødvendige for cytotoksisk af AR-antagonist. Her spiller den hydrofobe egenskab af phenylring en nøglerolle i anti-prostatacanceraktiviteterne. Disse resultater gav vigtige spor, der blev brugt til at designe tolv romaner anti-prostatacancerforbindelser med høj forudsagt aktivitet.