Aflatoksin B1 (AFB1) - najmočnejši poznani naravni karcinogen - je metaboliziran s strani citokroma P450 3A4 (CYP3A4) bodisi do genotoksičnega AFB1 ekso-8,9-epoksida bodisi do netoksičnega 3α-hidroksi AFB1. Aktivacija prokarcinogena poteka na zelo kooperativen način, ki pa se razlikuje od klasične alosterične regulacije v dejstvu, da ga lahko pripišemo sočasni zasedenosti enega samega velikega in fleksibilnega vezavnega mesta z večimi molekulami liganda. Na žalost za razliko od ketokonazola nimamo na razpolago eksperimentalne strukture dvakrat ligiranega CYP3A4-AFB1 kompleksa. Posledično smo se morali zateči k uporabi zaporednega protokola molekulskega sidranja ter z njim ustvarili več različnih dvakrat ligiranih kompleksov, ki smo jih nato podvrgli simulacijam molekulske dinamike ter izračunom proste energije, da bi preverili njihovo usklajenost s poznanimi eksperimentalnimi podatki o regio- and stereoselektivnosti obeh AFB1 oksidcij kot tudi z dostopnimi kinetičnimi podatki. Samo sistem s prvo molekulo AFB1 vezano v ploskem C8–C9 epoksidacijskem položaju ter z drugo molekulo AFB1 vezano v stranskem 3α-hidroksilacijskem položaju - rezultat neomejenega protokola molekulskega sidranja - je uspešno izpolnil vse postavljene kriterije in je zatorej predlagan kot najverjetnejša strukura dvakrat ligiranega kompleksa CYP3A4 z AFB1. Empirična metoda linearne interakcijske energije je razkrila komplementarnost v obliki preko nepolarnih disperzijskih interakcij kot glavni izvor eksperimentalno opažene pozitivne homotropične kooperativnosti. Predstavljena študija predstavlja lep primer, kako moderne tehnike molekularnega modeliranja lahko pripomorejo k obravnavi kompleksnih makromolekularnih kompleksov, katerih strukture še niso bile eksperimentalno določene, ter kako le-te validiramo na osnovi obstoječih eksperimentalnih podatkov. Predlagana struktura bo zagotovo usmerjala prihodnje študije racionalnega razvoja uspešnih modulatorjev AFB1 ter človeških populacij, ki so zaradi specifičnih CYP3A4 polimorfizmov še posebaj ogroženi zaradi prisotnosti AFB1.
COBISS.SI-ID: 5609242
Izbruh virusa ptičje gripe A (H5N1) je povročil globalno zaskrbjenost za zdravje ljudi in živali. Poleg cepljenja, ki ne doseže popolne varnosti pri določenih skupinah bolnikov, inhibicija neuraminidaze in transmembranskega proteina M2 predstavlja glavni način kontrole bolezni. Zaradi alarmirajočega pojava virusnih sevov odpornih na vsa trenutno dostopna zdravila je razvoj novih inhibitorjev neuraminidaze N1 bistvenega pomena. Članek podaja pregled nadavnega napredka pri načrtovanju novih zdravil proti ptičji gripi. Podaja pa tudi rezultate izračunov proste energije vezave za devet inhibitorjev neuraminidaze N1 (ozeltamivir, zanamivir in peramivir -karboksilata, -fosfonata in -sulfonata) z uporabo metode Linear Interaction Energy (LIE). Simulacije molekulske dinamike teh inhibitorjev smo izvedli v prostem in dveh vezanih stanjih - tako imenovanih odprti in zaprti konformaciji neuraminidaze N1. Dobljeni rezultati uspešno reproducirajo eksperimentalne afinitete vezave že znanih inhibitorjev neuraminidaze N1 - peramivir je močnejši inhibitor od zanamivirja, ki je močnejši inhibitor od ozeltamivirja; fosfonatni analogi so močnejši inhibitorji od karboksilatnih analogov. Predlagani sulfonatni analogi pa so napovedani kot najmočnejši inhibitorji, kar pa bo treba še preveriti z njihovo kemijsko sintezo in s sledečim testom njihove biloške aktivnosti. Na konecu smo eksplicitno ovrednotili še prispevke posameznih funkcionalnih skupin inhibitorja k celokupni afiniteti vezave, kar bo pomagalo pri nadaljnjem razvoju zdravil proti virusu ptičje gripe A H5N1.
COBISS.SI-ID: 5396250
Sterol 14alfa-demetilaza (CYP51) predstavlja osrednjo tarčo za zdravljenje glivičnih infekcij. Razvoj novih učinkovitih inhibitorjev CYP51 zahteva razumevanje strukturnih razlik med glivnim in človeškim ortologom. V pričujoči študiji smo vezavo piridiletanol(phenilethil)aminskega inhibitorja CYP51 določili na atomističnem nivoju. Najprej smo izolirali in očistili človeški CYP51. S pomočjo UV/VIS ter NMR spektroskopije smo proučili njegove od inhibitorja odvisne strukturne in dinamične lastnosti. Z uporabo eksperimentalnih podatkov, molekulskega sidranja in simulacij molekulske dinamike smo določili položaj funkcionalnih skupin inhibitorja ter njihove interakcije z aktivnim mestom encima. Inhibitor se na encim veže v dveh diastereoizomernih oblikah, ki imata skupen položaj aromatskih obročnih skupin, manjša propilenska veriga pa se zlahka prilagodi različnim hidrofobnim regijam encimskega aktivnega mesta. Halogenirani fenilni obroč se veže v kanal, po katerem dostopa substrat, ter tvori številne kontakte s hidrofobnimi skupinami. Njegove interakcije z neohranjenimi aminokislinskimi preostanki so še posebaj informativne. Rezultati razkrivajo izjemne vezavne karakteristike obravnavanega inhibitorja v primerjavi z azoli in odpirajo nove poti za načrtovanje selektivnih glivnih inhibitorjev.
COBISS.SI-ID: 31710937