Zastosowanie metod dokowania molekularnego oraz modelu Danio rerio w badaniach toksykologicznych wybranych ligandów receptora TRPV1

Fizyka Medyczna Farmacja Fizyczna 2018


Paweł Siudem1,Magdalena Gral2, Katerina Makarova1, Katarzyna Paradowska1

1Katedra Farmacji Fizycznej i Bioanalizy, Zakład Chemii Fizycznej Wydział Farmaceutyczny WUM, 01-097 Warszawa, Banacha 1

2Pracownia Hodowli Danio Pręgowanego, Międzynarodowy Instytut Biologii Molekularnej 
i Komórkowej w Warszawie, 02-109 Warszawa, ks. Trojdena 4

Receptor TRPV1 to białko odpowiedzialne za odczuwanie bólu i ciepła. Jest on znany jako receptor kapsaicyny ze względu na to iż jego głównym naturalnym ligandem jest alkaloid kapsaicyna występujący głównie w ostrej papryce chili. Inne związki które oddziałują z receptorem TRPV1 to pochodne kapsaicyny (kapsaicynoidy), kurkumina (główny składnik kurkumy), a także piperyna (główny składnik czarnego pieprzu). 

Wyżej wymienione substancje oraz dwie pochodne kapsaicyny – dihydrokapsaicynę i noniwamid, zastosowano jako zestaw ligandów do badań in silico(dokowania molekularnego). Dokowanie tych związków do receptora estrogenowego α oraz γ, a także kinazy Aurora A (izoformy ludzkiej i danio pręgowanego) przeprowadzono przy użyciu dwóch programów (Sybyl i AutoDock). W oparciu o wyniki uzyskane z dokowania molekularnego wydaje się, że dihydrokapsaicyna i kapsaicyna mogą wykazywać powinowactwo do receptora γ związanego z estrogenem danio pręgowanego. Zaobserwowano wysoką wartość współczynnika korelacji R2(0,823) dla funkcji Total Score między receptorem ludzkim i rybim.

Badania z wykorzystaniem modelu Danio rerio wykazały, że najmniejszy efekt toksyczny obserwowano dla roztworów piperyn i kurkuminy (o stężeniu 5 mg/l). Natomiast zastosowanie roztworów o stężeniu 10 mg/l powodowało wysoką śmiertelność (około 50-75%) już w pierwszych 48 h rozwoju zarodków danio pręgowanego. Kapsaicyna oraz jej pochodne wywoływały defekty rozwojowe, takie jak: obrzęk serca, wady serca, mniejsze oczy, wady ogonowe i wady otchłani. Niektóre z tych wad rozwojowych mogą być związane z wiązaniem z konkretnym receptorem, np. wady rozwoju otolitów mogą być związane z odziaływaniem substancji z receptorem γ związanym z estrogenem. Wyniki badań z zastosowaniem jako organizmu modelowego danio pręgowanego są zgodne z teoretycznymi wynikami dokowania molekularnego.

Obliczenia dokowania molekularnego przeprowadzono w ICM na Uniwersytecie Warszawskim w ramach Grantu obliczeniowego G14-6 oraz w ramach współpracy z Pracownią Hodowli Danio Pręgowanego w Międzynarodowym Instytucie Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie, wspieranym przez projekt FishMed w ramach Siódmego Programu Ramowego UE (nr 316125).

Paweł Siudem

Practical Info

Date
24-05-2018 11:45
Duration
15 minutes
Location