Скрининг новых индолостероидов в качестве субстратов цитохромов P450 in silico

  • Ян Владимирович Панада Учреждение БГУ «Научно-исследовательский институт физико-химических проблем», ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск, Беларусь
  • Ярослав Вячеславович Фалетров Учреждение БГУ «Научно-исследовательский институт физико-химических проблем», ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск, Беларусь
  • Нина Степановна Фролова Учреждение БГУ «Научно-исследовательский институт физико-химических проблем», ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск, Беларусь
  • Владимир Макарович Шкуматов Учреждение БГУ «Научно-исследовательский институт физико-химических проблем», ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск, Беларусь

Аннотация

Описано моделирование взаимодействия индолостероидов с цитохромами P450, участвующими в процессе стероидогенеза. Наиболее высокое сродство было предсказано по отношению к ферментам CYP3A4, CYP7A1 и CYP11A1, способным катализировать превращение холестерина. Для белков, осуществляющих превращение стероидов прегнанового и эстранового рядов, обнаружено снижение аффинности индолостероидов по сравнению с природными субстратами, вызванное структурными различиями. Результаты расчетов позволяют предположить, что исследуемые индолостероиды с наибольшей вероятностью могут подвергаться гидроксилированию в положениях 4 и 7, а также ингибировать действие CYP17A1 за счет координационного взаимодействия с гемом.

Биографии авторов

Ян Владимирович Панада, Учреждение БГУ «Научно-исследовательский институт физико-химических проблем», ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск, Беларусь

младший научный сотрудник лаборатории биохимии лекарственных препаратов

Ярослав Вячеславович Фалетров, Учреждение БГУ «Научно-исследовательский институт физико-химических проблем», ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск, Беларусь

кандидат химических наук; ведущий научный сотрудник лаборатории биохимии лекарственных препаратов

Нина Степановна Фролова, Учреждение БГУ «Научно-исследовательский институт физико-химических проблем», ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск, Беларусь

научный сотрудник лаборатории биохимии лекарственных препаратов

Владимир Макарович Шкуматов, Учреждение БГУ «Научно-исследовательский институт физико-химических проблем», ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск, Беларусь

член-корреспондент НАН Беларуси, доктор биологических наук, профессор; заведующий лабораторией биохимии лекарственных препаратов

Литература

  1. Cabeza M., Sánchez-Márquez A., Garrido M., et al. Recent advances in drug design and drug discovery for androgen-dependent diseases. Curr. Med. Chem. 2016. Vol. 23, No. 8. P. 792–815. DOI: 10.2174/0929867323666160210125642.
  2. Chen Z., Tao Z.-Z., Chen S.-M., et al. Indole-3-carbinol inhibits nasopharyngeal carcinoma growth through cell cycle arrest in vivo and in vitro. PLoS ONE. 2013. Vol. 8, issue 12. e82288. DOI: 10.1371/journal.pone.0082288.
  3. Sorriento D., del Giudice C., Bertamino A., et al. New small molecules, ISA27 and SM13, inhibit tumour growth inducing mitochondrial effects of p53. Br. J. Cancer. 2015. Vol. 112, No. 1. P. 77–85. DOI: 10.1038/bjc.2014.577.
  4. Ingallinella P., Bianchi E., Ladwa N. A., et al. Addition of a cholesterol group to an HIV-1 peptide fusion inhibitor dramatically increases its antiviral potency. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2009. Vol. 106, No. 14. P. 5801–5806. DOI: 10.1073/pnas.0901007106.
  5. Novikova L. A., Faletrov Ya. V., Kovaleva I. E., et al. From structure and functions of steroidogenic enzymes to new technologies of gene engineering. Biochemistry (Moscow). 2009. Vol. 74, No. 13. P. 1482–1504. DOI: 10.1134/S0006297909130057.
  6. Stresser D. M., Bjeldanes L. F., Bailey G. S., et al. The anticarcinogen 3,3′-diindolylmethane is an inhibitor of cytochrome P-450. J. Biochem. Toxicol. 1995. Vol. 10, No. 4. P. 191–201. DOI: 10.1002/jbt.2570100403.
  7. Parkin D. R., Malejka-Giganti D. Differences in the hepatic P450-dependent metabolism of estrogen and tamoxifen in response to treatment of rats with 3,3′-diindolylmethane and its parent compound indole-3-carbinol. Cancer Detect. Prev. 2004. Vol. 28, No. 1. P. 72–79. DOI: 10.1016/j.cdp.2003.11.006.
  8. Parkin D. R., Lu Y., Bliss R. L., et al. Inhibitory effects of a dietary phytochemical 3,3′-diindolylmethane on the phenobarbital-induced hepatic CYP mRNA expression and CYP-catalyzed reactions in female rats. Food Chem. Toxicol. 2008. Vol. 46, issue 7. P. 2451–2458. DOI: 10.1016/j.fct.2008.03.029.
  9. Dolušić E., Larrieu P., Moineaux L., et al. Tryptophan 2,3-dioxygenase (TDO) inhibitors. 3-(2-(Pyridyl)ethenyl)indoles as potential anticancer immunomodulators. J. Med. Chem. 2011. Vol. 54, No. 15. P. 5320 –5334. DOI: 10.1021/jm2006782.
  10. Moss G. P. (ed.). Nomenclature of steroids (recommendations 1989). Pure Appl. Chem. 1989. Vol. 61, issue 10. P. 1783–1822. DOI: 10.1351/pac198961101783.
  11. Trott O., Olson A. J. AutoDock Vina: improving the speed and accuracy of docking with a new scoring function, efficient optimization and multithreading. J. Comput. Chem. 2010. Vol. 31, issue 2. P. 455– 461. DOI: 10.1002/jcc.21334.
  12. Kellis Jr. J. T., Sheets J. J., Vickery L. E. Amino-steroids as inhibitors and probes of the active site of cytochrome P-450scc. effects on the enzyme from different sources. J. Steroid Biochem. 1984. Vol. 20, issue 2. P. 671–676. DOI: 10.1016/0022-4731(84)90141-9.
  13. Diczfalusy U., Nylén H., Elander P., et al. 4β-Hydroxycholesterol, an endogenous marker of CYP3A4/5 activity in humans. Br. J. Clin. Pharmacol. 2011. Vol. 71, issue 2. P. 183–189. DOI: 10.1111/j.1365-2125.2010.03773.x.
  14. Lewisa D. F. V., Lee-Robichaudb P. Molecular modelling of steroidogenic cytochromes P450 from families CYP11, CYP17, CYP19 and CYP21 based on the CYP102 crystal structure. J. Steroid Biochem. Mol. Biol. 1998. Vol. 66, issue 4. P. 217–233. DOI: 10.1016/S0960-0760(98)00032-6.
Опубликован
2018-04-30
Ключевые слова: индолостероиды, цитохромы P450, молекулярный докинг
Как цитировать
Панада, Я. В., Фалетров, Я. В., Фролова, Н. С., & Шкуматов, В. М. (2018). Скрининг новых индолостероидов в качестве субстратов цитохромов P450 in silico. Журнал Белорусского государственного университета. Химия, 1, 28-34. Доступно по https://journals.bsu.by/index.php/chemistry/article/view/1218
Выпуск
№ 1 (2018): Журнал Белорусского государственного университета. Химия
Раздел
Оригинальные статьи

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).