Thông tin chung:

Ngày nhận bài: 04/03/2020
Ngày nhận bài sửa: 19/03/2020

Ngày duyệt đăng: 29/06/2020

Title:

Applying docking simulation to compare the interactions of anticholinergic drugs with acetylcholinesterase

Từ khóa:

AutoDock, các chất ức chế acetylcholinesterase, docking phân tử, liên kết hydro, tương tác pi-stacking, tương tác kị nước

Keywords:

Acetylcholinesterase inhibitors, AutoDock, hydrogen bond, hydrophobic interaction, molecular docking, pi–stacking  

ABSTRACT

In this study, molecular docking using AutoDock was utilized to analyze interactions between several promising drugs (tacrine, rivastigmine, galantamine, and donepezil) and acetylcholinesterase (AChE). The X-ray structure of AChE (PDB: 4EY6) from Protein Data Bank was used for molecular modeling simulation software (AutoDock Vina, AutoGrid4, and AutoDock4). Binding free energies of docking calculations were generated by the automatic docking method of Lamarckian genetic algorithm (LGA). Inhibitory effects of ligands were analyzed by Discovery Studio Visualizer software, which showed important interactions such as hydrogen bond, hydrophobic interaction, pi-stacking interaction between aromatic amino acids and drugs. Based on results obtained from LGA and Discovery Studio Visualizer software, the important interactions between these anticholinergic inhibitors and the active site residues were determined. This study can be further used for the virtual screening approach of house database compounds against Alzheimer’s disease.

TÓM TẮT

Trong nghiên cứu này, docking phân tử bằng AutoDock được sử dụng để nghiên cứu những tương tác giữa một số loại thuốc (tacrine, rivastigmine, galantamine và donepezil) với enzyme acetylcholinesterase (AChE). Cấu trúc X-ray của AChE (PDB: 4EY6) được lấy từ Protein Data Bank để hỗ trợ các tính toán được chạy trên AutoDock Vina, AutoGrid4 và AutoDock4. Năng lượng tự do của các cấu trúc được xác định bằng việc sử dụng phương pháp docking tự động thuật toán di truyền Lamarckian (LGA). Những tác động ức chế của ligand được phân tích bằng phần mềm Discovery Studio Visualizer chỉ ra các tương tác quan trọng: liên kết hydrogen, vùng kị nước, pi-stacking với hướng hoạt động các amino acid thơm và thuốc. Dựa vào kết quả từ thuật toán LGA và phần mềm Discovery Studio Visualizer, kết quả docking cho thấy cấu trúc các thuốc kháng acetylcholinesterase đều tương tác với vùng hoạt động của enzyme này, định hướng cho việc sàng lọc các thuốc điều trị bệnh Alzheimer.       

Trích dẫn: Nguyễn Hữu Toàn, Huỳnh Như Thảo, Nguyễn Thanh Sĩ, Huỳnh Duy Thiện, Hà Thị Kim Quy, Lê Thị Bạch, Nguyễn Trọng Tuân, Bùi Thị Bửu Huê và Trần Quang Đệ, 2020. Ứng dụng mô hình mô phỏng docking để so sánh tương tác giữa các thuốc kháng cholinergic với enzyme acetylcholinesterase. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ. 56(Số chuyên đề: Khoa học tự nhiên)(2): 26-32.