دوره 15، شماره 3 - ( تابستان 1405 1405 )
جلد 15 شماره 3 صفحات 0-0 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Research code: 4010280
Ethics code: IR.HUMS.REC.1401.216
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Haghshenas Hafshjani R, Aghajani M, Abbasi M. Using bioinformatics methods to predict DNA topoisomerase II inhibitors for cancer treatment. aumj 2026; 15 (3) : 5
URL: http://aums.abzums.ac.ir/article-1-1981-fa.html
URL: http://aums.abzums.ac.ir/article-1-1981-fa.html
حق شناس هفشجانی رضا، آقاجانی مبین، عباسی مریم. استفاده از روش های بیوانفورماتیک برای پیش بینی مهار کننده DNA توپوایزومراز II برای درمان سرطان. نشریه علمی پژوهشی دانشگاه علوم پزشکی البرز. 1405; 15 (3)
1- کمیته تحقیقات دانشجویی، دانشکده داروسازی، دانشگاه علوم پزشکی هرمزگان، بندرعباس، ایران
2- گروه شیمی دارویی، دانشکده داروسازی، دانشگاه علوم پزشکی هرمزگان، بندرعباس، ایران ،mabbasi@hums.ac.ir
2- گروه شیمی دارویی، دانشکده داروسازی، دانشگاه علوم پزشکی هرمزگان، بندرعباس، ایران ،
چکیده: (22 مشاهده)
مقدمه: آنزیم های توپوایزومراز نقش مهمی در متابولیسم DNA ایفا می کند و جستجو برای مهارکننده های آنزیم یک هدف مهم در جستجوی دارو های ضد سرطان جدید است. در این مطالعه ترکیباتی با ساختار چند حلقه ای طراحی شده و اثر آنها با روش های in silico به عنوان مهار کننده توپوایزومراز II در کمپلکس با DNA مورد بررسی قرار گرفته است.
روش کار: پس از آماده سازی ساختار پروتئین و ترکیبات طراحی شده از دسته پیریمیدو 1 و2 بنزایمیدازول (349 ترکیب)، غربالگری مجازی در سه سطح انجام شد:1- با استفاده از نرم افزار پایرکس 2- بررسی دقیقتر با نرم افزار Autodock 3- محاسبه انرژی آزاد بر اساس روش MM-GBSA . در نهایت شبیه سازی دینامیک مولکولی بر روی بهترین ترکیب و ترکیب رفرنس انجام شد. این مطالعه توسط کمیته اخلاق دانشگاه علوم پزشکی هرمزگان (IR.HUMS.REC.1401.216) تأیید شد.
یافته ها: در هر مرحله از غربالگری نتایج نسبت به ترکیب رفرنس سنجیده شدند و در نهایت ترکیب 76 با منفی ترین مقدار انرژی آزاد پیوندی (097/33- کیلوکالری بر مول) نسبت به ترکیب الگو (690/24- کیلوکالری بر مول) توسط روش MM-GBSA انتخاب شد. نتایج شبیه سازی دینامیک مولکولی ترکیب 76 در مقایسه با ترکیب رفرنس پایداری ترکیب را نشان می دهد.
نتیجه گیری: بررسی ساختار شیمیایی ترکیبات نشان می دهد که قرار دادن گروه الکترون کشنده در موقعیت متا در موقعیت R2 اسکلت پیریمیدو 1 و2 بنزایمیدازول منجر به ایجاد ترکیبات مناسب برای مهار DNA توپوایزومراز II می شود.
روش کار: پس از آماده سازی ساختار پروتئین و ترکیبات طراحی شده از دسته پیریمیدو 1 و2 بنزایمیدازول (349 ترکیب)، غربالگری مجازی در سه سطح انجام شد:1- با استفاده از نرم افزار پایرکس 2- بررسی دقیقتر با نرم افزار Autodock 3- محاسبه انرژی آزاد بر اساس روش MM-GBSA . در نهایت شبیه سازی دینامیک مولکولی بر روی بهترین ترکیب و ترکیب رفرنس انجام شد. این مطالعه توسط کمیته اخلاق دانشگاه علوم پزشکی هرمزگان (IR.HUMS.REC.1401.216) تأیید شد.
یافته ها: در هر مرحله از غربالگری نتایج نسبت به ترکیب رفرنس سنجیده شدند و در نهایت ترکیب 76 با منفی ترین مقدار انرژی آزاد پیوندی (097/33- کیلوکالری بر مول) نسبت به ترکیب الگو (690/24- کیلوکالری بر مول) توسط روش MM-GBSA انتخاب شد. نتایج شبیه سازی دینامیک مولکولی ترکیب 76 در مقایسه با ترکیب رفرنس پایداری ترکیب را نشان می دهد.
نتیجه گیری: بررسی ساختار شیمیایی ترکیبات نشان می دهد که قرار دادن گروه الکترون کشنده در موقعیت متا در موقعیت R2 اسکلت پیریمیدو 1 و2 بنزایمیدازول منجر به ایجاد ترکیبات مناسب برای مهار DNA توپوایزومراز II می شود.
شمارهی مقاله: 5
فهرست منابع
1. Kiri S, Ryba T. Cancer, metastasis, and the epigenome. Molecular cancer. 2024;23(1):154. [DOI:10.1186/s12943-024-02069-w]
2. Patole VP, Shinde NV, Chandak SM, Satalkar AT. Cancer Research in the 21st Century: Recent Advances and Future Perspectives. Zhongguo ying yong sheng li xue za zhi = Zhongguo yingyong shenglixue zazhi = Chinese journal of applied physiology. 2025;41:e20250018.
3. Wang JJ, Lei KF, Han F. Tumor microenvironment: recent advances in various cancer treatments. European review for medical and pharmacological sciences. 2018;22(12):3855-64.
4. McKie SJ, Neuman KC, Maxwell A. DNA topoisomerases: Advances in understanding of cellular roles and multi-protein complexes via structure-function analysis. BioEssays : news and reviews in molecular, cellular and developmental biology. 2021;43(4):e2000286. [DOI:10.1002/bies.202000286]
5. Bush NG, Evans-Roberts K, Maxwell A. DNA Topoisomerases. EcoSal Plus. 2015;6(2). [DOI:10.1128/ecosalplus.esp-0010-2014]
6. Pommier Y, Leo E, Zhang H, Marchand C. DNA topoisomerases and their poisoning by anticancer and antibacterial drugs. Chemistry & biology. 2010;17(5):421-33. [DOI:10.1016/j.chembiol.2010.04.012]
7. Nitiss J, Wang JC. DNA topoisomerase-targeting antitumor drugs can be studied in yeast. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 1988;85(20):7501-5. [DOI:10.1073/pnas.85.20.7501]
8. Pommier Y. Topoisomerase I inhibitors: camptothecins and beyond. Nature reviews Cancer. 2006;6(10):789-802. [DOI:10.1038/nrc1977]
9. Sorina R. Functional interactions of DNA topoisomerases with a human replication origin. 2006.
10. Yoshinari T, Ohkubo M, Fukasawa K, Egashira S, Hara Y, Matsumoto M, et al. Mode of action of a new indolocarbazole anticancer agent, J-107088, targeting topoisomerase I. Cancer research. 1999;59(17):4271-5.
11. Hande KR. Clinical applications of anticancer drugs targeted to topoisomerase II. Biochimica et biophysica acta. 1998;1400(1-3):173-84. [DOI:10.1016/S0167-4781(98)00134-1]
12. Tanaka T, Halicka HD, Traganos F, Seiter K, Darzynkiewicz Z. Induction of ATM activation, histone H2AX phosphorylation and apoptosis by etoposide: relation to cell cycle phase. Cell cycle (Georgetown, Tex). 2007;6(3):371-6. [DOI:10.4161/cc.6.3.3835]
13. Varghese SS, Eekhoudt CR, Jassal DS. Mechanisms of anthracycline-mediated cardiotoxicity and preventative strategies in women with breast cancer. Molecular and Cellular Biochemistry. 2021;476(8):3099-109. [DOI:10.1007/s11010-021-04152-y]
14. Deng X, Yang X, Yu Q, Xia Z, Wang Y, Huang R, et al. Design, synthesis and biological evaluation of 3-arylisoquinoline derivatives as topoisomerase IIα inhibitors for the therapy of small cell lung cancer. Bioorganic & Medicinal Chemistry. 2025;129:118299. [DOI:10.1016/j.bmc.2025.118299]
15. Ewieda SY, Salem Mm, Elshewy A, Abdalla M, El-Manawaty M, Abdelhady HK, et al. Discovery of novel thiazolopyrimidine derivatives targeting topoisomerase II: Design, synthesis, antiproliferative evaluation, molecular docking and apoptosis inducing activity. Bioorganic Chemistry. 2025;163:108672. [DOI:10.1016/j.bioorg.2025.108672]
16. Hassan RA, Sonousi A, Abdou AM, El-Dash Y. Thieno [2, 3-d] pyrimidine derivatives as topoisomerase II inhibitors: design, synthesis, anticancer evaluation, and in silico studies. Bioorganic Chemistry. 2025:108839. [DOI:10.1016/j.bioorg.2025.108839]
17. LigPrep S. LLC. New York, NY. 2017;2017.
18. Wu CC, Li TK, Farh L, Lin LY, Lin TS, Yu YJ, et al. Structural basis of type II topoisomerase inhibition by the anticancer drug etoposide. Science (New York, NY). 2011;333(6041):459-62. [DOI:10.1126/science.1204117]
19. Meraj K, Mahto MK, Christina NB, Desai N, Shahbazi S, Bhaskar M. Molecular modeling, docking and ADMET studies towards development of novel Disopyramide analogs for potential inhibition of human voltage gated sodium channel proteins. Bioinformation. 2012;8(23):1139-46. [DOI:10.6026/97320630081139]
20. Morris GM, Goodsell DS, Halliday RS, Huey R, Hart WE, Belew RK, et al. Automated docking using a Lamarckian genetic algorithm and an empirical binding free energy function. Journal of computational chemistry. 1998;19(14):1639-62.
https://doi.org/10.1002/(SICI)1096-987X(19981115)19:14<1639::AID-JCC10>3.0.CO;2-B [DOI:10.1002/(SICI)1096-987X(19981115)19:143.0.CO;2-B]
21. Abbasi M, Sadeghi-Aliabadi H, Hassanzadeh F, Amanlou M. Prediction of dual agents as an activator of mutant p53 and inhibitor of Hsp90 by docking, molecular dynamic simulation and virtual screening. Journal of Molecular Graphics and Modelling. 2015;61:186-95. [DOI:10.1016/j.jmgm.2015.08.001]
22. Rastelli G, Del Rio A, Degliesposti G, Sgobba M. Fast and accurate predictions of binding free energies using MM-PBSA and MM-GBSA. J Comput Chem. 2010;31(4):797-810. [DOI:10.1002/jcc.21372]
23. Abraham MJ, Van Der Spoel D, Lindahl E, Hess B. the GROMACS development team. GROMACS user manual version. 2016;5(4).
24. Sousa da Silva AW, Vranken WF. ACPYPE-Antechamber python parser interface. BMC research notes. 2012;5(1):367. [DOI:10.1186/1756-0500-5-367]
25. Jorgensen WL, Chandrasekhar J, Madura JD, Impey RW, Klein ML. Comparison of simple potential functions for simulating liquid water. The Journal of chemical physics. 1983;79(2):926-35. [DOI:10.1063/1.445869]
26. Farouk F, Elmaaty AA, Elkamhawy A, Tawfik HO, Alnajjar R, Abourehab MA, et al. Investigating the potential anticancer activities of antibiotics as topoisomerase II inhibitors and DNA intercalators: in vitro, molecular docking, molecular dynamics, and SAR studies. Journal of Enzyme Inhibition and Medicinal Chemistry. 2023;38(1):2171029. [DOI:10.1080/14756366.2023.2171029]
27. Shen G, Li S, Zhu Y, Xu Z, Liu X, Lv C, et al. Recent progress in topoisomerase inhibitors as anticancer agents: Research and design strategies for Topo I and II inhibitors via structural optimization. Bioorganic Chemistry. 2025:109040. [DOI:10.1016/j.bioorg.2025.109040]
28. Saxena A, Siddiquee NH, Shahariar MH, Biswas S, Lynn AM, Saha B. Synthesis, in-silico and in-vitro evaluation of quinoline-chromene hybrids as dual topoisomerase inhibitors. Bioorganic & Medicinal Chemistry. 2025:118422. [DOI:10.1016/j.bmc.2025.118422]
29. Eldehna WM, Tawfik HO, Veselá D, Peřina M, Negmeldin AT, Elsayed ZM, et al. Discovery of potent bisindole-based pyrazolopyridine derivatives as topoisomerase inhibitors: DNA damage induction and synergistic antileukemic activity. Frontiers in Pharmacology. 2026;17:1745220.
https://doi.org/10.3389/fphar.2026.1745220 [DOI:10.3389/fphar.2026.1895851]
30. Bayanati M, Khoramjouy M, Faizi M, Movahed MA, Mahboubi-Rabbani M, Zarghi A. Novel Benzo [4, 5] imidazo [1, 2-a] pyrimidine derivatives as selective Cyclooxygenase-2 Inhibitors: Design, synthesis, docking studies, and biological evaluation. Medicinal Chemistry Research. 2023;32(3):495-505. [DOI:10.1007/s00044-023-03022-0]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
