Comsia, Hqsar Og Molekylær Dokkingsanalyse av Iononbaserte Kalkonderivater som Antiprostatkreftaktivitet | Jiotower

RESULTATER og DISKUSJON

de β-iononbaserte kalkoner 1-15, α-iononbaserte kalkoner 16-22 og 4-hydroksy-β-iononbaserte kalkoner 23-43 viste betydelig cytotoksisitet i lncap cell line as antiprostata Aktivitet (tabell 1). Compound 25 var mest potente; 5, 11, 34, 39 og 40 var moderate og 9, 17, 21 og 30 var minst aktive iononbaserte chalkonforbindelser sammenlignet med modersanalog 25 som har elektronuttakende gruppe ved meta-posisjonen. Ved forskyvning AV-CF3 fra meta –posisjonen til para –posisjonen (6, 18 og 26) eller eliminering av-CF3 med-NO2(11, 21 og 40), – F (9 OG 30), har elektrondonerende gruppe-CH3(14, 22 OG 38) vesentlig svekket cytotoksisiteten i prostatakreftceller sammenlignet med forbindelse 25.

Ved hjelp av serien iononbaserte chalkonederivater som hadde antiprostatakreftaktivitet, ble 3d-QSAR-modeller avledet. Comsia-og comsia-modellene ble utviklet ved hjelp av felles understrukturbasert basert justeringsskjema. Under 3d-QSAR-analyser valgte vi 10 forbindelser som testsett for modellvalidering (1, 12, 13, 15, 16, 20, 27, 33, 39 og 43) og gjenværende i treningssettet ble valgt ved mangfoldsmetode på en slik måte at det strukturelle mangfoldet og det brede spekteret av biologisk aktivitet i datasettet ble lagt til. Strukturene av forbindelser som brukes i trenings-og testsett vist i Tabell 1.

resultatene AV pls statistiske analyser for justeringen tilnærminger er oppsummert I Tabell 2. CoMFA statistisk modell ved hjelp av steric og elektrostatikk bidrag felt var 30,1% og 69,9% henholdsvis ga en kryssvalidert korrelasjonskoeffisient (q2) på 0,527, ikke-kryssvalidert korrelasjonskoeffisient (r2) på 0,636, F verdi på 34,902, lav standard feil estimat (SE) på 0,236 med et optimalt antall komponenter 2 Og Pred r2 på 0,621 ble oppnådd. De forventede aktivitetene for inhibitorene sammen med de eksperimentelle aktivitetene og restverdiene er oppført i Tabell 3. Spredningsplottet for de faktiske pIC50 versus spådde pIC50-verdiene for trenings – og testsettene er avbildet i fig. 2a. Aktiviteter spådd Av CoMFA-modellen er i samsvar med eksperimentelle data. PLS analyse og spådde aktiviteter tyder på at en pålitelig CoMFA modell ble utviklet.

TABELL 3

FORVENTET OG RESTVERDI AV RELASJONSMODELLEN COMSIA, COMSIA OG HQSAR

I CoMSIA analyse, hydrofobe, hydrogen-bond donor og hydrogen-bond akseptor felt i tillegg til steriske og elektrostatiske felt ble beregnet. En kombinasjon av ulike felt ble ansatt for å oppnå det optimale resultatet. Bruk av forbindelser av treningssettet og en kombinasjon av steriske, elektrostatiske og hydrogenbindingsacceptor-felt; en modell med kryssvalidert korrelasjonskoeffisient (q2) på 0,550, ikke-kryssvalidert korrelasjonskoeffisient (r2) på 0,671, F-verdi på 26,581, lav standardfeilestimat (SE) på 0.257 med en optimalisert komponent på 2 Og Pred r2 på 0,563 ble oppnådd. Feltbidragene fra sterisk, elektrostatisk hydrofob, hydrogenbindingsdonor og hydrogenbindingsacceptorfelt var henholdsvis 0,036, 0,437, 0,090, 0,296 og 0,141.

de statistiske parametrene er oppsummert I Tabell 2. De forventede og eksperimentelle aktivitetene for inhibitorer med deres rester er oppført i Tabell 3, og spredningsplottet for de faktiske pIC50 versus forventede pIC50-verdiene for trenings-og testsettene vises i fig. 2b. De forutsagte aktivitetene er i samsvar med eksperimentelle data, noe som indikerer at en pålitelig CoMSIA-modell ble utviklet.

3d-koeffisientkonturkart ble generert for å visualisere resultatene AV 3d-QSAR-modellene. Comsia-og comsia-resultatene ble grafisk tolket av feltbidragskartene ved HJELP AV stdev * COEFF-felttypen. Konturkartene Til CoMFA (sterisk og elektrostatisk) og CoMSIA (sterisk, elektrostatisk, hydrofob, hydrogenbindingsdonor og akseptorfelt) er vist i fig. Fig.33 og and4,4, henholdsvis. Compound 25 ble merket og vist på kartet i hjelp av visualisering.

Kontur kart For CoMFA modell.

Konturkart av forbindelse 25 For CoMFA-modell (a) sterisk og (b) elektrostatisk.

Contour kart For CoMSIA modell.

Konturkart av forbindelse 25 For CoMSIA-modell (a) sterisk, (b) elektrostatisk, (c) hydrofob, (d) hydrogendonor og (e) hydrogenacceptor konturkart for forbindelse 25.

i fig. 3a, konturen kartet av sterisk felt Av CoMFA modell, en stor grønn kontur polyhedron ligger rundt hydroksygruppen antydet at passende store grupper hadde gunstige steriske interaksjoner. Dette kan være grunnen til at forbindelser MED-CF3 substituent (5, 7, 25, 28, 32 og 34) i r3-regionen viste potent antiprostatakreftaktivitet enn molekyler med og uten substituent ved denne spesielle posisjonen R3. To gule fargekonturer indikerte at store grupper var steriske ugunstige i denne retningen da steriske sammenstøt kunne oppstå. En liten grønn kontur ved siden av ringen var i samsvar med lysøkningen i aktiviteten.

det elektrostatiske konturkartet Til CoMFA-modellen kan ses tydelig fra fig. 3b. De blå konturene indikerer at elektropositive substituenter vil øke AR-antagonistaktiviteten med protein, mens rød farge indikerer at de skal være de elektronrike gruppene redusert. Siden de røde konturene ble funnet nær hydroksygruppen av forbindelse 25, som er en elektronrik funksjonalitet og dermed utviser høy ar antprostate kreftaktivitet.

Comsiamodellens steriske og elektrostatiske konturer var lik comfa-konturene fig. 4. Derimot, i steric feltet var det en grønn farge og blå farge er favorisert mens den gule og røde fargen er disfavoured nær funksjonell gruppe. Gul farge under fenylringen viser behovet for mindre omfangsrike substituenter, mens i nærheten av den sykliske ringen er grønnfarget foretrukket for omfangsrike substituenter (fig. 4a). For elektrostatisk Blå farget nær fenylringen viser at elektrondonerende gruppe er nødvendig i den posisjonen. Dette kontur kartet var lik Med CoMFA modell. Når det gjelder det elektrostatiske feltet, var de viktigste blå og røde polyeder lik den I CoMFA-modellen (fig. 4b).

i den hydrofobe interaksjonen viser gul farge at fenylringen er aktiv og bidrar til lipofilitet, mens hvitfarget nær umettet syklisk ring er disfavouring lipofilitet (fig . 4c). I hydrogenbindingsdonorinteraksjonsanalysen viser cyan og lilla farget favoriserende og disfavouring natur med hensyn til biologisk aktivitet nær umettet syklisk ring (fig. 4d). I hydrogenbindingsacceptor interaksjonsstudien rødfarget disfavoured akseptorgruppen festet med umettet ring og bidrar mindre i den biologiske aktiviteten mens magenta farge nær umettet syklisk ring favoriserer biologisk aktivitet fig. 4e.

HQSAR analyser ble utført ved screening 12 standard serie med hologram lengde verdier alt fra 53-401 hyllene, i første omgang ved hjelp av fragment størrelse standard (4-7) på ulike atskilte fragmenter som A/B/C A/B/H, A/B/Ch, A/B/DA, A/B/C/H, A/B/C/Ch, A/B/C/DA, A/B/H/Ch, A/B/H/DA, A/B/Ch/DA, A/B/C/H/DA, A/B/C/H/DA, A/B/C/H/DA og A/C/H/Ch/DA. Mønstrene av fragmenttall fra treningssetthemmerne var relatert til eksperimentell biologisk aktivitet ved BRUK AV PLS-analyse. Den beste statistiske parameteren ble oppnådd FRA PLS-analyser Med A / B / C. Påvirkningen av fragmentstørrelse er av fundamental betydning i genereringen AV hqsar-modeller, da denne parameteren styrer minimums – og maksimumslengder av fragmenter som skal kodes i hologrammet fingeravtrykk.

den hqsar statistiske modellen generert ved hjelp av standard fragmentstørrelse (4-7) med fragment distinkt (A/B/C) ga en kryssvalidert korrelasjonskoeffisient (q2) på 0,670, ikke-kryssvalidert korrelasjonskoeffisient (r2) på 0,746, lav standardfeilestimat (SE) på 0,203 med en optimalisert komponent på 4, Og Pred r2 på 0,732 ble oppnådd (Tabell 4). SÅLEDES var HQSAR-modellen oppnådd her pålitelig. De prediktive og gjenværende pIC50-verdiene for data basert PÅ hqsar-modellen er oppført i Tabell 3. Spredningsplottet for de faktiske pIC50 versus forventede pIC50-verdiene for trenings-og testsettene vises i fig. 5.

Korrelasjon plot AV HQSAR.

Korrelasjon mellom eksperimentelle og forventede aktiviteter AV HQSAR-modellen. ♦ – Treningssett, ▪ – testsett.

TABELL 4

RESULTATER AV HOLOGRAM KVANTITATIV STRUKTUR AKTIVITET FORHOLDET ANALYSER PÅ DE VIKTIGSTE STATISTISKE PARAMETERE VED HJELP AV FRAGMENT-SIZE DEFAULT

HQSAR gir grafisk informasjon om atom eller fragment bidrag til aktivitetene som forskjellige farger. Fargene i den grønne enden (gul, grønn-blå og grønn) reflekterer positivt bidrag, fargene i den røde enden av spekteret (rød, rød-oransje og oransje) reflekterer negativt bidrag og nøytrale bidrag er farget i hvitt. De mest aktive molekylære fragmenter av forbindelse 25, mest potente antiprostate kreft sammensatte av datasettet er vist i fig. 6. Ifølge bidragskartene er de molekylære fragmentene som svarer til den umettede ringen sterkt relatert til biologisk affinitet Ved C1, C2 Og C6 (farget i grønt og gult).

HQSAR kontur kart for sammensatte 25.

regionene som negativt bidrar til biologisk aktivitet inkluderer metylgruppen festet til fenylringen ved R3, og fant også at elektrondonerende grupper reduserer aktiviteten og kan erstattes av elektronuttakende substituenter med forskjellige strukturelle og fysisk-kjemiske egenskaper med sikte på å øke affiniteten og styrken av forbindelsene som studeres i dette arbeidet.

de prediktive kreftene Til comfa-og CoMSIA-modellene ble validert av det eksterne testsettet med 14 forbindelser. De forventede pIC50-verdiene for testforbindelsene er i samsvar med eksperimentelle data innenfor et akseptabelt feilområde. R2 pred-verdiene ble beregnet til henholdsvis 0,621 og 0,563 For Comsia-og comsia-modellene. Et testsett med 10 forbindelser ekskludert FRA konstruksjonen AV 3d-QSAR-modeller ble brukt til å videre validere prediktiv evne til de oppnådde modellene. Korrelasjonskoeffisienten r2 (r2 pred) For CoMFA-og comsia-modellene var henholdsvis 0,621 og 0,563, noe som indikerer en god prediktiv evne. Ekstern validering Ved Hjelp Av Tropshas valideringsmetoder ble utført for å vurdere den prediktive evnen Til Comsia-og comsia-modellene ytterligere. Denne valideringen ble utført ved hjelp av 10 testsett forbindelser som ikke er inkludert i utviklingen av modellen. Comsia-modellene oppfylte følgende betingelser (i) q2=0,53>0,50; (ii) r2=0,64>0,60 og (i) q2=0,55>0,50; (ii) r2=0,67>0,60.

restverdien oppnådd fra observerte og forventede aktiviteter i treningen og testsettet av den beste CoMFA (SE), CoMSIA (Sehda) og HQSAR-modellen (A/B/C). Den tilkoblede hqsar-modellen viste god ekstern prediktiv evne sammenlignet Med CoMFA-modellen og CoMSIA-modellene for det eksterne testsettet. Disse statistiske resultatene for testsett molekyler gir kraftig verifisering at CoMFA, CoMSIA og HQSAR modeller så avledet er i stand til å forutsi godt anti prostata aktivitet av strukturelt varierte datasett. Valideringsresultatene indikerer at de avledede 3d-QSAR-modellene kan brukes til å forutsi hemmende aktiviteter og å designe iononbaserte chalcones i LNCaP cellelinje som antiprostataktivitet.

Docking ble benyttet for å undersøke bindingsmodusen mellom disse iononbaserte chalkonderivatene og androgenreseptorproteinhemmeren 5-α dihydrotestosteron (protomol), for å undersøke stabiliteten TIL QSAR-modeller som tidligere ble generert.

vi valgte den mest potente forbindelsen 25 i dokkingseksperimentet for å utføre den dypere dokkingsanalysen. Ifølge den beste docking konformasjon av de mest potente sammensatte 25-CF3 På R3 etablert nøkkel interaksjon MED THR 877, fluor atom fungerte som en hydrogenbinding akseptor og danner H –bindinger med-H atom av THR 877. THR 877 aminosyren var nødvendig for veksten av androgenreseptor. DEN nødvendige THR 877 aminosyrehemming ble oppnådd med-NH2 funksjonell gruppe av iononbaserte chalkonederivater. – OH-gruppen virket for involvert i et nett av både hydrogenbindingsacceptor og hydrogenbindingsdonorinteraksjon. Oxy OF-OH dannet hydrogen donor interaksjon MED NH2 AV ARG 752; – OH Av h atom opprettet hydrogenbinding donor interaksjon med oxy AV GLN 711 aminosyre og dock score ble funnet å være -3.183 kcal/mol (fig . 7a).

Bindende konformasjoner av forbindelsen 25 med reseptor.

Bindende konformasjoner av forbindelsen 25 (a) på inhibitorbindingsstedet for androgenreseptor (PDB-kode 1T65), (b) mer innsikt i dokkingsanalyse ved EN MOLCAD lipofil potensiell binding, (c) elektrostatisk potensial og (d) hulromsdybde.

FOR å visualisere det sekundære strukturelementet i bindingen ble MOLCAD påført med inhibitorsted. I de fleste aktive sammensatte 25, aromatisk ring tilstede på svak elektrostatisk potensial, i svært lipofile regionen og i dypere hulrom. R3-delen suspenderer på den svake elektrostatiske potensielle regionen, liten lipofil region og øvre del av hulromsdybden. MOLCAD-overflaten av inhibitor 5-α dihydrotestosteron (DHT) bindingssted ble opprettet som protomol og kart vist med elektrostatisk potensial (EP) for å undersøke Og validere CoMFA elektrostatisk konturkart.

MOLCAD-overflaten av DHT ble også opprettet og vist med lipofilt potensial (LP)for å undersøke CoMSIA hydrofobe konturkart (fig. 7b). Rampen for LP viser fra rødt (lipofilt område) til blått (hydrofilt område) farge for å undersøke CoMSIA konturer kart. R3 sidekjeden og alifatiske kjeden var i grønt Og R3 aromatisk fenylring i rødt område, som antydet at svak hydrofobe og mer hydrofobe grupper henholdsvis ville øke potens.

EP contour map bindende affinitet bekreftet Og validerer CoMFA modell fig. 7c. docking av sammensatte 25 I DHT området; den røde fargen viser elektron-uttak området og lilla fargen viser elektron-donere området. Observasjonene tatt fra fig. 7 betydelig relatert de Av CoMFA elektrostatisk kontur kartet. I detalj Var R3-regionen i den blå regionen, noe som antydet at en elektron-trekkende substituent ville være gunstig; r4, R5-posisjonen var i et rødt område, noe som indikerte at elektrondonerende grupper kan øke potensen.

fargerampen for hulromsdybde varierer fra oransje (høyeste hulromsdybde) til blå (laveste hulromsdybde). R3 (- CF3) sidekjeden var i den brune fargen, som anbefalte at en del i dypere hulromsgrupper ville øke styrken; fenyl, – C=O Og C1 av umettet ring var i en blå farge som viste regionen av øvre hulrom (fig. 7d).

det viktige nøkkelfunnet hentet Fra Comsia, Comsia, HQSAR og docking interaksjonsanalyse fremmer oss for å foreslå noen nye antiprostate kreftforbindelser. Den molekylære modelleringsanalysen ga tilstrekkelig informasjon om strukturelle krav til forbedret antiprostataktivitet. Comfa -, CoMSIA-og hqsar contours-bidragskartene veileder oss for å optimalisere det tilgjengelige stillaset. Videre estimerte docking bindingsaffiniteten til den mest aktive forbindelsen. Basert på molekylær modellering anbefaling i detalj, mindre klumpete, elektron uttak, elektron donere, hydrogen bond donor og akseptor grupper På r2 posisjon forbedre aktivitet; klumpete, elektron-uttak og hydrofobe substituent er favorisert På R3; og mindre, færre klumpete substituenter På R4, R5 Og R6 assistanse potens Gjennom Comsia og Comsia. Videre anbefaler HQSAR at umettet og koblet alifatisk sidekjede viste positivt bidrag. GRUPPEN-CF3, OG-OH var avgjørende for binding til inhibitorstedet hulrom (protomol). Struktur-aktivitet forholdet utforsket av denne studien er presentert i fig. 8. Basert på dette forslaget utviklet vi en serie nye antiprostata molekyler. Disse utformede molekylene ble justert i databasen ved align database module, og deres pIC50-verdier ble spådd av de tidligere etablerte CoMFA -, CoMSIA -, HQSAR-modellene og dockingspoengene.

Struktur-aktivitet forhold avslørt AV QSAR og docking.

EW: Elektron uttak; ED: Elektron donere.

ifølge spådommer, tolv strukturer av nydesignede derivater, spådd pIC50 verdier deres og dock score er vist i Tabell 5, de fleste av de designede derivater viste bedre potenser, men forbindelser S6 Og S9, som var de mest aktive derivater i databasen og verifisert i forhold til sammensatte 25. Disse resultatene bekrefter struktur-aktivitet forholdet hentet FRA QSAR og docking studier, vi trodde at de designede molekyler vitnet av oss formidle antiprostate kreft og forblir fører for kommende forskning.

TABELL 5

SPÅDD PIC50 VERDIER OG DOCKING SCORE AV NYUTVIKLEDE ANTIPROSTATE DERIVATER

I denne studien HAR QSAR-analyse og docking blitt brukt på et sett iononbaserte chalkonederivater. Modellene som genereres har bekreftet å være statistisk presise med høyere q2 og r2. Molekylære modelleringsmetoder ble utført for å forstå de strukturelle egenskapene som er ansvarlige for affiniteten til ligandene for AR. De omfangsrike, negativt ladede substituenter og H-bond akseptorer På r2, R3, R4, R5 og R6 posisjon vil øke aktiviteten; substitusjonen på fenyl posisjon er svært viktig for forbedret aktivitet. Den hydrofobe substituenten ved posisjonen til linkeren vil øke aktiviteten. Cylringer på begge sider av iononbaserte chalkonederivater er nødvendig for cytotoksisk AR-antagonist. Her spiller den hydrofobe egenskapen til fenylring en nøkkelrolle i anti-prostata kreftaktiviteter. Disse resultatene ga viktige ledetråder som ble brukt til å designe tolv romaner anti-prostatakreft forbindelser med høy spådd aktivitet.