Iranian Journal of Diabetes and Lipid Disorders
مجله دیابت و متابولیسم ایران
ijdld
Medical Sciences
http://ijdld.tums.ac.ir
1
admin
2345-4008
2345-4016
000
000
000
000
000
fa
jalali
1399
1
1
gregorian
2020
4
1
19
4
online
1
fulltext
fa
مطالعهی بیوانفورماتیکی اثر زانتوهمول بهعنوان مادهی مؤثرهی گیاه رازک در مهار پیامرسان MAPK/ERK در سرطان تیروئید
BIOINFORMATIC STUDY ON EFFECT OF XANTHOHUMOL AS BIOACTIVE COMPOUND OF HOP IN THE INHIBITION OF THE MAPK/ERK PATHWAY IN THYROID CANCER
عمومى
General
پژوهشي
Research
<strong><span style="color:black;"><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">هدف:</span></span></span></strong><span style="color:black;"><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;"> زانتوهمول یکی از اصلیترین مواد مؤثرهی گل مادهی گیاه رازک است که تحقیقات زیادی اثرات ضد سرطانی آن را نشان میدهد. مسیر </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:Times New Roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">MAPK/ERK</span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;"> یکی از آبشارهای کلیدی در تنظیم بیان ژن، رشد و بقای سلول است. سیگنالینگ غیرطبیعی مسیر </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:Times New Roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">MAPK</span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;"> منجر به تکثیر کنترل نشده در سرطان تیروئید میشود. هدف از این مطالعه، بررسی بیوانفورماتیکی پروتئینهای اصلی این مسیر و معرفی آنها بهعنوان پروتئین هدف زانتوهمول است. همچنین </span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">بهدلیل اهمیت پروتئینهای </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:Times New Roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">EGFR</span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">، </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:Times New Roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">Grb2</span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">، </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:Times New Roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">SOS</span></span></span></span> <span style="color:black;"><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">بر </span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">مسیر </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:Times New Roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">MAPK/ERK</span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">، این پروتئینها نیز مورد مطالعه قرار گرفتند. </span></span></span><br>
<strong><span style="color:black;"><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">روشها:</span></span></span></strong><span style="color:black;"><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;"> ابتدا خواص فیزیکی-شیمیایی، فارماکوکینتیک-فارماکودینامیک زانتوهمول با استفاده از نرمافزار </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:Times New Roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">SwissADME</span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;"> پیشبینی شد. سپس ساختار سه بعدی زانتوهمول و پروتئینهای هدف (</span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:Times New Roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">EGFR</span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">، </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:Times New Roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">Grb2</span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">، </span></span></span> <span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:Times New Roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">SOS</span></span></span></span> <span style="color:black;"><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">، </span></span></span> <span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:Times New Roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">RAS</span></span></span></span> <span style="color:black;"><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">، </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:Times New Roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">RAF</span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">، </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:Times New Roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">MEK1</span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">، </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:Times New Roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">MEK2</span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;"> ، </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:Times New Roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">ERK1</span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">، </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:Times New Roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">ERK2</span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">) بهترتیب از پایگاه </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:Times New Roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">PubChem</span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;"> و پایگاه دادههای پروتئین دریافت شد و در بررسی داکینگ مولکولی با استفاده از نرمافزار</span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:Times New Roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">Autodock4.1</span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;"> مورد ارزیابی قرار گرفت.</span></span></span><br>
<strong><span style="color:black;"><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">یافتهها:</span></span></span></strong><span style="color:black;"><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;"> نتایج نشان داد که زانتوهمول دارای خاصیت فیزیکی-شیمیایی مناسب است و توسط سازوکار پمپ</span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:Times New Roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">P</span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">-گلیکوپروتئین، مقاومت دارویی ایجاد نمیکند. نتایج بهدست آمده از داکینگ مولکولی نشان میدهد که زانتوهمول نسبت به همهی پروتئینهای بررسی شده در مسیر </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:Times New Roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">MAPK/ERK</span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;"> پتانسیل مهاری دارد و قویترین برهمکنش آن با پروتئین </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:Times New Roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">MEK2</span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;"> با انرژی اتصال</span></span></span> <span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:Times New Roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">kcal.mol<sup>-1</sup></span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">04/7- است.</span></span></span><br>
<strong><span style="color:black;"><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">نتیجهگیری:</span></span></span></strong><span style="color:black;"><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;"> با توجه به نتایج بهدست آمده، پیشبینی شد که زانتوهمول دارای پتانسیل مهار پروتئینهای مسیر </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:Times New Roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">MAPK/ERK</span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;"> است و فاقد سمیت است بنابراین میتواند بهعنوان یک نامزد مهار مسیر </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:Times New Roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">MAPK/ERK</span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;"> در سلولهای سرطانی تیروئید معرفی شود.</span></span></span>
<strong>Background:</strong> Xanthohumol is one of the main bioactive compounds extracted from the female flowers of the hops plant (<em>Humulus lupulus L</em>), that has been shown in several studies to have anti-cancer effects.The MAPK/ERK pathway is one of the key pathways in the regulation of gene expression, cell growth and survival. The abnormal activation of this pathway leads to the uncontrolled cell proliferation in thyroid cancer. This study aims to perform a bioinformatic screening of the proteins in the MAPK/ERK pathway and introduce them as target protein to Xanthohumol. In addition, due to the significant role of EGFR, Grb2, SOS proteins in the MAPK/ERK pathway<a name="_Hlk39598474">, they have also been studied.</a><br>
<strong>Method:</strong> Using SwissADME software, first the physicochemical, pharmacokinetic and pharmacodynamic characteristics of Xanthohumol are predicted. Then three-dimensional structure of Xanthohumol and target proteins (EGFR, Grb2, SOS, RAS, BRAF, MEK1, MEK2, ERK1, ERK2) were collected from PubChem database and Protein Data Bank, finally, using Auto Dock 4.1.the molecular docking were studied.<br>
<strong>Results:</strong> Our study shows lack of cytotoxicity in Xanthohumol. In addition, Xanthohumol with proper physicochemical properties does not induce drug resistance through pump P-glycoprotein mechanism. Analysis of molecular docking indicate that Xanthohumol has inhibitory potential to the all proteins studied. Note that its strongest interaction is with MEK2 protein with binding energy-7.04kcal.mol<sup>-1</sup>.<br>
<strong>Conclusion:</strong> According to our results, Xanthohumol has inhibitory potential to the all proteins present in the MAPK/ERK pathway. It lacks cytotoxicity. Thus, it can be considered as an alternative inhibitor for the MAPK/ERK pathway in thyroid cancer cells.
فارماکوکینتیک, فارماکودینامیک, زانتوهمول, مسیر MAPK/ERK
Pharmacokinetic, Pharmacodynamic, Xanthohumol, MAPK/ERK pathway
225
233
http://ijdld.tums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1476-1&slc_lang=fa&sid=1
Zohreh
Gholizadeh Siahmazgi
زهره
قلی زاده سیاهمزگی