Molecular insights into propoxazepam interaction with TRPV1 receptors: a docking analysis
Вантажиться...
Дата
2023
Науковий керівник
Укладач
Редактор
Назва журналу
ISSN
2077-1746
E-ISSN
2415-3125
Назва тому
Видавець
Одеський національний університет імені І. І. Мечникова
Анотація
In this study, we used molecular docking modelling to investigate the interaction between propoxazepam (new analgesic), and the transient receptor potential vanilloid type 1 receptors. Propoxazepam has the necessary pharmacophoric features of the pharmacophore model of TRPV1 ligands. Propoxazepam creates hydrogen bond between TYR511 of the TRPV1 receptor as well as referent ligand SB-366791.
Проблема. Знеболююча терапія залишалася концептуально незмінною після опіоїдної кризи, яка підкреслила небезпеку лікування болю опіоїдами. Рецептори TRPV1 та їх ліганди стали багатообіцяючими мішенями для лікування різних больових станів, включаючи запальний і нейропатичний біль. Подальші дослідження механізмів активації та десенсибілізації рецепторів TRPV1, а також дослідження нових лігандів з підвищеною вибірковістю та ефективністю мають потенціал для полегшення тягаря хронічного болю. Мета. Вивчення взаємодії лігандів з рецептором TRPV1 шляхом молекулярного докінгу та аналіз компонентів цих взаємодій. Методика. З метою вивчення енергії зв’язку рецептора TRPV1 з досліджуваними сполуками 8GFA – була використана структура Cryo-EM людини TRPV1 у комплексі з анальгетиком SB-366791. Докінг і QSAR-прогноз проводили з пропоксазепамом, його можливим метаболітом 3-гідроксопропоксазепамом, діазепамом, оксазепамом, SB-366791, RTX, капсазепіном, капсаїцином. Докінг аналіз та створення QSAR моделі проводили за допомогою Maestro Schrödinger Suite. Основні результати. Пропоксазепам має необхідні фармакофорні властивості для зв’язування з рецептором TRPV1: область А-бензольне кільце; область B – амідна група (NH-C=O); область С – алкоксигрупа. Докінг-оцінка пропоксазепаму (-7,30 ккал/моль) вказує на сильнішу взаємодію з рецептором TRPV1 порівняно з оксазепамом (-6,82 ккал/моль), 3-гідроксопропоксазепамом (-6,49 ккал/моль) і капсазепіном (-6,39 ккал/моль). Розглядаючи збільшення вільної енергії взаємодії, ліганди можна ранжувати наступним чином: SB-366791 > Капсаїцин > RTX > Капсазепін > Пропоксазепам > Діазепам > 3-гідроксопропоксазепам > Оксазепам. Пропоксазепам створює два водневі зв’язки: один за участю NH-групи аміду (що призводить до взаємодії водневого зв’язку з лінкерною шийкою) і THR550 білка, а інший – між киснем алкоксигрупи (гідрофобний хвіст) і TYR511 рецептору TRPV1. Ліганди з підтвердженою дією на рецептор TRPV1 також вступають у взаємодію з білком, утворюючи водневі зв’язки з тими ж амінокислотами, що й бензодіазепіни, а саме THR550 і TYR511. Передбачається, що пропоксазепам має відносно низьку ефективність або спорідненість з TRPV1 (прогнозований показник pIC50 становить -1,115), але це значення вище, ніж у інших лігандів. Висновки. Оскільки пропоксазепам має необхідні фармакофорні властивості фармакофорної моделі лігандів TRPV1, він теоретично може зв’язуватися з цим рецептором. Пропоксазепам створює водневий зв’язок із TYR511 рецептора TRPV1 як референтний ліганд SB-366791. Пропоксазепам демонструє один з найбільших внесків водневих зв’язків в енергію взаємодії з рецептором. Відповідно до моделювання QSAR, усі досліджувані сполуки (3-гідроксопропоксазепам, діазепам, оксазепам, пропоксазепам) мають низькі значення pIC50, що може вказувати на відносно низьку ефективність або спорідненість з TRPV1. Але пропоксазепам має найвищий прогнозований pIC50, це означає, що модель передбачає, що він є найпотужнішим серед сполук.
Проблема. Знеболююча терапія залишалася концептуально незмінною після опіоїдної кризи, яка підкреслила небезпеку лікування болю опіоїдами. Рецептори TRPV1 та їх ліганди стали багатообіцяючими мішенями для лікування різних больових станів, включаючи запальний і нейропатичний біль. Подальші дослідження механізмів активації та десенсибілізації рецепторів TRPV1, а також дослідження нових лігандів з підвищеною вибірковістю та ефективністю мають потенціал для полегшення тягаря хронічного болю. Мета. Вивчення взаємодії лігандів з рецептором TRPV1 шляхом молекулярного докінгу та аналіз компонентів цих взаємодій. Методика. З метою вивчення енергії зв’язку рецептора TRPV1 з досліджуваними сполуками 8GFA – була використана структура Cryo-EM людини TRPV1 у комплексі з анальгетиком SB-366791. Докінг і QSAR-прогноз проводили з пропоксазепамом, його можливим метаболітом 3-гідроксопропоксазепамом, діазепамом, оксазепамом, SB-366791, RTX, капсазепіном, капсаїцином. Докінг аналіз та створення QSAR моделі проводили за допомогою Maestro Schrödinger Suite. Основні результати. Пропоксазепам має необхідні фармакофорні властивості для зв’язування з рецептором TRPV1: область А-бензольне кільце; область B – амідна група (NH-C=O); область С – алкоксигрупа. Докінг-оцінка пропоксазепаму (-7,30 ккал/моль) вказує на сильнішу взаємодію з рецептором TRPV1 порівняно з оксазепамом (-6,82 ккал/моль), 3-гідроксопропоксазепамом (-6,49 ккал/моль) і капсазепіном (-6,39 ккал/моль). Розглядаючи збільшення вільної енергії взаємодії, ліганди можна ранжувати наступним чином: SB-366791 > Капсаїцин > RTX > Капсазепін > Пропоксазепам > Діазепам > 3-гідроксопропоксазепам > Оксазепам. Пропоксазепам створює два водневі зв’язки: один за участю NH-групи аміду (що призводить до взаємодії водневого зв’язку з лінкерною шийкою) і THR550 білка, а інший – між киснем алкоксигрупи (гідрофобний хвіст) і TYR511 рецептору TRPV1. Ліганди з підтвердженою дією на рецептор TRPV1 також вступають у взаємодію з білком, утворюючи водневі зв’язки з тими ж амінокислотами, що й бензодіазепіни, а саме THR550 і TYR511. Передбачається, що пропоксазепам має відносно низьку ефективність або спорідненість з TRPV1 (прогнозований показник pIC50 становить -1,115), але це значення вище, ніж у інших лігандів. Висновки. Оскільки пропоксазепам має необхідні фармакофорні властивості фармакофорної моделі лігандів TRPV1, він теоретично може зв’язуватися з цим рецептором. Пропоксазепам створює водневий зв’язок із TYR511 рецептора TRPV1 як референтний ліганд SB-366791. Пропоксазепам демонструє один з найбільших внесків водневих зв’язків в енергію взаємодії з рецептором. Відповідно до моделювання QSAR, усі досліджувані сполуки (3-гідроксопропоксазепам, діазепам, оксазепам, пропоксазепам) мають низькі значення pIC50, що може вказувати на відносно низьку ефективність або спорідненість з TRPV1. Але пропоксазепам має найвищий прогнозований pIC50, це означає, що модель передбачає, що він є найпотужнішим серед сполук.
Опис
Ключові слова
docking, propoxazepam, TRPV1 receptor, pain, binding, 1,4-benzodiazepines, докінг, пропоксазепам, рецептор TRPV1, біль, зв’язування, 1,4-бензодіазепіни
Бібліографічний опис
Molecular insights into propoxazepam interaction with TRPV1 receptors: a docking analysis / V. B. Larionov, M. Ya. Golovenko, A. S. Akisheva, I. P. Valivodz, I. Yu. Borysiuk, Yu. O. Molodan, O. A. Makarenko // Вісник Одеського національного університету. Біологія. – 2023. – Т. 28, вип. 2(53). – С. 99–112.
УДК
547.892/577.322.21;615(213/212.3)