त्वचा की उम्र बढ़ने पर हेलिसियोप्सिस टर्मिनलिस से बिसरेसोरिसिनॉल की क्षमता: इन विट्रो बायोएक्टिविटीज एंड मॉलिक्यूलर इंटरैक्शन पार्ट 2

आणविक बातचीत विश्लेषण

एक संबंधित एंजाइम (पूरक सूचना) के ज्ञात अवरोधकों की तुलना में प्रोटीन रिसेप्टर्स, जैसे कोलेजनेज़, इलास्टेज और टायरोसिनेस के लिए परीक्षण यौगिकों की बाध्यकारी साइटों की भविष्यवाणी करने के लिए आणविक डॉकिंग लागू किया गया था। पिछले प्रकाशनों के साथ मिलकर, सापेक्ष बाध्यकारी आत्मीयता का मूल्यांकन किया गया था, इस बीच बाध्यकारी बातचीत को सबसे अच्छी भविष्यवाणी की गई रचना के माध्यम से चित्रित किया गया था (Teajaroen et al।, 2020; Jewboonchu et al।, 2020; Tanawattanasuntorn et al।, 2020; Saeloh et al।, 2017) ).

प्रासंगिक अध्ययनों के अनुसार, सिस्टंच एक सामान्य जड़ी-बूटी है जिसे "चमत्कारिक जड़ी-बूटी जो जीवन को लम्बा खींचती है" के रूप में जाना जाता है। इसका मुख्य घटक सिस्टेनोसाइड है, जिसके विभिन्न प्रभाव होते हैं जैसे कि एंटीऑक्सिडेंट, विरोधी भड़काऊ और प्रतिरक्षा समारोह को बढ़ावा देना। सिस्टैच और स्किन व्हाइटनिंग के बीच का तंत्र सिस्टैच ग्लाइकोसाइड्स के एंटीऑक्सीडेंट प्रभाव में निहित है। मानव त्वचा में मेलेनिन टाइरोसिनेस द्वारा उत्प्रेरित टाइरोसिन के ऑक्सीकरण द्वारा निर्मित होता है, और ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया में ऑक्सीजन की भागीदारी की आवश्यकता होती है, इसलिए शरीर में ऑक्सीजन मुक्त कण मेलेनिन उत्पादन को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक बन जाता है। Cistanche में cistanoside होता है, जो एक एंटीऑक्सीडेंट है और शरीर में मुक्त कणों के उत्पादन को कम कर सकता है, इस प्रकार मेलेनिन उत्पादन को रोकता है।

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कोलेजनेज़ एंजाइम के लिए, लिगैंड-प्रोटीन इंटरैक्शन के परिणाम चित्र 3 और तालिका S1 में प्रदर्शित किए गए थे। −5.89 kcal mol−1 से क्लोस्ट्रीडियल कोलेजनेज़ (PDB ID 2Y6I) की बाध्यकारी ऊर्जा को बिस्रेसोरसिनॉल द्वारा प्रस्तुत किया गया था। −3.68 और −7.90 kcal mol−1 के बीच बाध्यकारी ऊर्जा की एक सीमा कैफिक एसिड सहित अन्य ज्ञात कोलेजनेज़ अवरोधकों के लिए निर्धारित की गई थी।

बिस्रेसोरसिनॉल और कैफिक एसिड दोनों ने कोलेजनेज़ बाइंडिंग साइट्स (चित्र 3 ए) को साझा किया। कैफिक एसिड अटैचमेंट के लिए जिम्मेदार चार अमीनो एसिड में His524, Trp496, His527, और Trp539 (चित्र 3B) शामिल हैं। His524 और Trp496 ने कैफिक एसिड को कार्बोक्जिलिक और फेनोलिक हाइड्रॉक्सिल समूह (एस) के माध्यम से हाइड्रोजन बांड द्वारा इंटरैक्ट किया। His527 और Trp539 π-π स्टैकिंग द्वारा फेनोलिक रिंग से बंधे। एंजाइम पॉकेट के भीतर अन्य अमीनो एसिड ने वैन डेर वाल्स बल (चित्र 3C) के माध्यम से अपने बंधन में योगदान दिया। अंजीर में कोलेजनेज़ और बिस्रेसोरसिनॉल के बीच सहभागिता दिखाई गई। 3D और 3E, जिसमें Trp496 और Trp539 अमीनो एसिड शामिल हैं, जो बिस्रेसोरसिनॉल के फेनोलिक रिंग से जुड़ने के लिए π-इलेक्ट्रॉनों को दान करते हैं। Bisresorcinol और एमिनो एसिड Asp601 और Ser602 के हाइड्रॉक्सिल समूहों के बीच हाइड्रोजन बांड की उपस्थिति देखी गई। इसके अलावा, एंजाइम सक्रिय साइट में Zn परमाणु को बिस्रेसोरसिनॉल और कैफिक एसिड दोनों के साथ समन्वित किया जा सकता है।

बिस्रेसोरसीनोल और उर्सोलिक एसिड (चित्र। 4 ए) के इलास्टेज को बाध्य करने में समानता थी। उर्सोलिक एसिड के संबंध में, हाइड्रोजन बॉन्डिंग को एक चक्रीय एलिफैटिक हाइड्रॉक्सिल समूह और Ser96 के साथ-साथ एक कार्बोक्जिलिक समूह और Asn192 (अंजीर। 4B और 4C) के लिए प्रस्तावित किया गया था। दिलचस्प बात यह है कि बिसरेसोरिसिनॉल की संरचनात्मक तह को मान लिया गया था। यह यौगिक के फेनोलिक हाइड्रॉक्सिल समूहों और Asn147, Ser190, Phe215, और Ser217 जैसे हाइड्रोजन बॉन्डिंग (अंजीर। 4D और 4E) के बीच बातचीत की सुविधा प्रदान कर सकता है।

यौगिकों के tyrosinase के लिए बाध्यकारी संबंध की जांच करने के लिए, मशरूम tyrosinase (PDB ID 2Y9X) की क्रिस्टल संरचना लागू की गई थी। परिणाम अंजीर। 5 और तालिका S3 में प्रदर्शित किए गए थे, यह दर्शाता है कि अन्य ज्ञात अवरोधकों के लिए −4.63 से −8.12 kcal mol−1 की सीमा में होने के कारण बिसरेसोरिसिनॉल की बाध्यकारी ऊर्जा −6.57 kcal mol−1 थी। इसके विपरीत, सभी ज्ञात सबस्ट्रेट्स −15.46 और −23.94 kcal mol−1 की सीमा तक बाध्यकारी ऊर्जा की भारी कमी के अनुसार tyrosinase से कसकर बंधे थे।

टायरोसिनेस सक्रिय साइट पर धातु आयनों और -अर्बुटिन या बिस्रेसोरसीनॉल के बीच समन्वयित सहसंयोजक बंधन होने की संभावना है। हालांकि, कॉपर आयनों (Cu2 प्लस) को ऑटोडॉकटूल में जिंक आयनों (Zn2 प्लस) द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था, क्योंकि Cu2 प्लस के लिए बल क्षेत्र अनुपलब्ध है और Cu2 प्लस और Zn2 प्लस आयन चार्ज और आकार में काफी समान हैं (सैंटोस-मार्टिन्स एट अल) ., 2014)। -अर्बुटिन के लिए, एक जस्ता आयन सहसंयोजक फेनोलिक हाइड्रॉक्सिल समूह से बंध सकता है, और एक अन्य जस्ता आयन ने फिनोल रिंग के साथ π-केशन बंधन के माध्यम से His259 और His263 अवशेषों (अंजीर। 5B और 5C) के साथ बातचीत की। इसके अलावा, अमीनो एसिड, जैसे कि Asn260, Ser282 और Val283, हाइड्रोजन बॉन्डिंग द्वारा उनके हाइड्रॉक्सिल समूहों से जुड़े होते हैं। बिसरेसोरिसिनोल को देखते हुए, फेनोलिक हाइड्रॉक्सिल समूह ने Met280, Ala 246, और Glu239 के साथ हाइड्रोजन बांड बनाए। फिनोल रिंग और हिस263 के बीच π-π स्टैक्ड इंटरेक्शन, और एक अन्य फिनोल रिंग और Arg321 के बीच π-केशन आकर्षण स्पष्ट रूप से देखे गए।

सारांश में, बिस्रेसोरसीनॉल और कोलेजेनेज, इलास्टेज, या टाइरोसिनेज के बीच आणविक बातचीत और बाध्यकारी संबंध तालिका 2 में सारणीबद्ध किए गए थे।

बहस

Curcuminoid, Curcuma longa L. से एक फेनोलिक यौगिक, विभिन्न कॉस्मेटिक उत्पादों में एंटी-एजिंग गुणों के लिए एक एंटीऑक्सिडेंट के रूप में शामिल किया गया है (गोपीनाथ और कार्तिकेयन, 2018)। चूंकि फेनोलिक हाइड्रॉक्सी निर्धारक मौजूद थे, एच। टर्मिनलों के ट्रंक से बिस्रेसोरसिनॉल को तदनुसार एंटी-एजिंग गतिविधि को बंद करने का अनुमान था (चित्र 1)। हाल ही में इन विट्रो इनहिबिटरी एसेज़ में, बिसरेसोरसिनॉल कोलेजनेज़ समकक्ष (छवि 2) के बजाय इलास्टेज और टायरोसिनेस गतिविधियों को प्रमुखता से बाधित करने के लिए पाया गया था। तदनुसार, सिलिको डॉकिंग प्रयोगों में इन उम्र बढ़ने वाले एंजाइमों से संबंधित बिस्रेसोरसीनॉल की बाध्यकारी संबंध का पता लगाने के लिए किया गया था। π-इलेक्ट्रॉनों और हाइड्रोजन बांडों के संबंध में अन्योन्यक्रियाओं को इसके बंधनों के लिए प्रमुख निर्धारक माना गया। इसके अलावा, एंजाइम सक्रिय साइटों पर / उसके पास फेनोलिक हाइड्रॉक्सिल समूहों और अमीनो एसिड अवशेषों के बीच होने वाली हाइड्रोफोबिक बातचीत एंजाइम कार्यों के नुकसान में योगदान दे सकती है, जिसमें पिछले साहित्य (मेडविडोविक-कोसानोविक एट अल।, 2010; पिएंटावीरैच, पैनापिसाल और तनसीरीकोंगकोल, 2016)। इसमें, प्रत्येक एंजाइम के लिए बिसरेसोरिसिनॉल की बाध्यकारी विशेषताओं को एक विशिष्ट अवरोधक के अनुरूप संरचनात्मक तुलना के आधार पर स्पष्ट रूप से समझाया गया था। कैफिक एसिड, ईजीसीजी, क्वेरसेटिन और कैटेचिन द्वारा क्लोस्ट्रीडियल कोलेजनेज़ के निषेध को प्रलेखित किया गया है (स्ज़ेव्स्की एट अल।, 2020; प्लूम्समरान, ओन्कोकसॉन्ग एंड पैनिच, 2012; होंग एट अल।, 2014)। अन्य ज्ञात अवरोधकों के समान, बिस्रेसोरसीनॉल के हाइड्रॉक्सी फिनोल समूहों को π-π अंतःक्रिया और हाइड्रोजन बॉन्डिंग के माध्यम से कोलेजेनेज बाध्यकारी साइट के प्रमुख अमीनो एसिड के साथ बातचीत करने का सुझाव दिया गया था। दिलचस्प बात यह है कि बिसरेसोरिसिनॉल की लंबी लचीली संरचना मुड़ सकती है या बढ़ सकती है। इस प्रकार, जब बढ़ाया जाता है, तो दूसरी तरफ अनबाउंड फिनोल रिंग सक्रिय स्थल पर अमीनो एसिड अवशेषों को बांध सकती है, जिसके परिणामस्वरूप बाध्यकारी शक्ति बढ़ जाती है। इस तरह, कोलेजेनेज़ गतिविधि पर बिस्रेसोरसिनॉल की निरोधात्मक क्षमता प्रस्तावित की गई थी (चित्र 6)।

पिछले अध्ययन (हुआंग एट अल।, 2013) के साथ समझौते में, बिस्रेसोरसीनोल और ज्ञात अवरोधकों, जैसे प्रोसीएनिडिन, क्वार्सेटिन, और उर्सोलिक एसिड दोनों के इलास्टेज एंजाइम के लिए बाध्यकारी, हाइड्रोजन बंधन गठन को शामिल करते हुए समान थे। इसके अलावा, एंजाइम पॉकेट के अलावा बिसरेसोरिसिनॉल और अमीनो एसिड के बीच की बातचीत को पदार्थ के अनफोल्डेड फिनोल रिंग (चित्र 7) में मध्यस्थता करने के लिए अनुमान लगाया गया था।

टाइरोसिनेज निरोधात्मक गतिविधि को देखते हुए, कोजिक एसिड, रुटिन और एल-मिमोसिन जैसे अवरोधक, एल-टायरोसिन के साथ टायरोसिनेज एंजाइम को प्रतिस्पर्धात्मक रूप से बाँधने के लिए स्पष्ट हैं, जिससे मेलेनिन संश्लेषण (चन्नार एट अल।, 2018; गुयेन और तवाता, 2015) का निषेध होता है। ; सी एट अल।, 2012)। चित्र 8 में, π-π किसी भी परीक्षण यौगिक और टाइरोसिनेस के कॉपर सक्रिय साइट के हिस्टीडाइन अवशेषों के बीच बातचीत का सुझाव दिया गया था। पिछले शोध के साथ समझौते में, इसने विशेष रूप से ऐसे यौगिकों की टायरोसिनेस गतिविधि पर अन्य विरोधी प्रभावों के लिए एक स्पष्टीकरण प्रदान किया (लाई एट अल।, 2017)। संरचनाओं में फेनोलिक कंकाल को इंडेनोन (जंग एट अल।, 2019) और थियाज़ोलिल रेसोरिसिनॉल (मैन एट अल।, 2018) के डेरिवेटिव्स को डिजाइन करने में फंसाया गया है, टायरोसिनेस एंजाइम के एक विरोधी के रूप में बिस्रेसोरसिनॉल का उपयोग करने की संभावना का समर्थन करता है।

निष्कर्ष

ज्ञात अवरोधकों की तुलना में बाध्यकारी के तुलनीय तरीकों के साथ बिसरेसोरिसिनॉल कोलेजनेज़, इलास्टेज और टायरोसिनेस के लिए एक प्रतिस्पर्धी अवरोधक के रूप में काम कर सकता है। हालांकि, बिस्रेसोरसीनोल की लंबी और लचीली संरचना दिलचस्प थी क्योंकि एंजाइमों के पड़ोसी एमिनो एसिड के लिए एक अनबाउंड फिनोल अंगूठी की ओर अतिरिक्त बातचीत स्पष्ट हो सकती है। यह खोज पहली बार रिपोर्ट की गई थी और एंटी-एजिंग और वाइटनिंग प्रभावों के लिए बिस्रेसोरसिनॉल युक्त नए कॉस्मेटिक उत्पादों के विकास के लिए एक विचार दे सकती है। फिर भी, विवो में और नैदानिक ​​परीक्षणों के माध्यम से इसकी क्षमता की जांच करने की और आवश्यकता थी।

आभार

लेखक ईमानदारी से अन्य अनुसंधान सुविधा प्रदाताओं को धन्यवाद देते हैं, जैसे कि सोंगक्ला विश्वविद्यालय के प्रिंस में ग्रेजुएट स्कूल; ड्रग डिलीवरी सिस्टम एक्सीलेंस सेंटर, फैकल्टी ऑफ फार्मास्युटिकल साइंसेज, सोंगक्ला विश्वविद्यालय के राजकुमार; ग्रेजुएट स्कूल ऑफ बायोमेडिकल एंड हेल्थ साइंसेज (फार्मास्यूटिकल साइंसेज), हिरोशिमा विश्वविद्यालय, हिरोशिमा, जापान; और बायोमेडिकल साइंसेज और बायोमेडिकल इंजीनियरिंग विभाग, चिकित्सा संकाय, सोंगक्ला विश्वविद्यालय, थाईलैंड के राजकुमार।

अनुदान

इस शोध परियोजना को द रॉयल गोल्डन जुबली पीएच.डी. द्वारा आर्थिक रूप से समर्थित किया गया था। प्रोग्राम (Ph.D./0151/2556), थाईलैंड रिसर्च फंड (TRF), थाईलैंड और नेशनल रिसर्च काउंसिल ऑफ थाईलैंड (NRCT)। अध्ययन डिजाइन, डेटा संग्रह, और विश्लेषण, प्रकाशित करने का निर्णय, या पांडुलिपि की तैयारी में फंडर्स की कोई भूमिका नहीं थी

अनुदान प्रकटीकरण

लेखकों द्वारा निम्नलिखित अनुदान जानकारी का खुलासा किया गया था: द रॉयल गोल्डन जुबली: Ph.D./0151/2556। थाईलैंड रिसर्च फंड (TRF)। थाईलैंड, और थाईलैंड की राष्ट्रीय अनुसंधान परिषद (NRCT)।

प्रतिस्पर्धी रुचियां

लेखक घोषणा करते हैं कि उनकी कोई प्रतियोगी रुचि नहीं है।

लेखक योगदान

· चरिनरत सैचन ने प्रयोगों की कल्पना की और डिजाइन किया, प्रयोग किए, डेटा का विश्लेषण किया, आंकड़े और/या टेबल तैयार किए, कागज के मसौदे लिखे या उनकी समीक्षा की, और अंतिम मसौदे को मंजूरी दी।

· उयेन होआंग गुयेन ने प्रयोग किए, डेटा का विश्लेषण किया, आंकड़े और/या टेबल तैयार किए, और अंतिम मसौदे को मंजूरी दी।

· झिचाओ वांग ने प्रयोग किए, डेटा का विश्लेषण किया, आंकड़े और/या टेबल तैयार किए, और अंतिम मसौदे को मंजूरी दी।

· सचिको सुगिमोटो ने प्रयोगों की कल्पना की और उन्हें डिजाइन किया, कागज के मसौदे लिखे या समीक्षा की, और अंतिम मसौदे को मंजूरी दी।

· योशी यमनो ने प्रयोगों की कल्पना की और डिजाइन किया, कागज के मसौदे लिखे या समीक्षा की, और अंतिम मसौदे को मंजूरी दी।

· कात्सुयोशी मत्सुनामी ने प्रयोगों की कल्पना की और डिजाइन किया, पेपर के मसौदे लिखे या समीक्षा की, और अंतिम मसौदे को मंजूरी दी।

· हिदेकी ओत्सुका ने प्रयोग किए, कागज के मसौदे लिखे या समीक्षा की, और अंतिम मसौदे को मंजूरी दी।

गियांग मिन्ह फान ने प्रयोग किए, कागज के मसौदे लिखे या समीक्षा की, और अंतिम मसौदे को मंजूरी दी।

· वियत हंग फाम ने प्रयोग किए, कागज के मसौदे लिखे या समीक्षा की, और अंतिम मसौदे को मंजूरी दी।

· वरोमाइलिन टिपमनी ने प्रयोगों की कल्पना की और उन्हें डिजाइन किया, प्रयोग किए, डेटा का विश्लेषण किया, आंकड़े और/या टेबल तैयार किए, कागज के मसौदे लिखे या उनकी समीक्षा की और अंतिम मसौदे को मंजूरी दी।

· जसादी काउश्रीचन ने प्रयोगों की कल्पना की और उन्हें डिजाइन किया, डेटा का विश्लेषण किया, आंकड़े और/या टेबल तैयार किए, कागज के मसौदे लिखे या उनकी समीक्षा की, और अंतिम मसौदे को मंजूरी दी।

डेटा उपलब्धता

डेटा उपलब्धता के संबंध में निम्नलिखित जानकारी प्रदान की गई थी:

पूरक फ़ाइलों में कोलेजेनेज़, इलास्टेज और टायरोसिनेस के बारे में एंजाइमैटिक इनहिबिटरी एसेज़ के लिए बिस्रेसोरसिनल और सकारात्मक मानकों के IC50 मूल्यों के लिए कच्चा डेटा उपलब्ध है।

पूरक जानकारी

इस लेख के लिए पूरक जानकारी ऑनलाइन पाई जा सकती है।

प्रतिक्रिया दें संदर्भ

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