Styrkur Bisresorcinols frá Heliciopsis Terminalis á öldrun húðar: in vitro lífvirkni og sameindamilliverkanir Part 2

Sameindavíxlverkunargreining

Sameindatenging var beitt til að spá fyrir um bindisstaði prófefnasambanda við próteinviðtaka, eins og kollagenasa, elastasa og týrósínasa, í samanburði við þekkta hemla samsvarandi ensíms (viðbótarupplýsingar). Í samræmi við fyrri útgáfur var hlutfallsleg bindandi sækni metin á meðan bindandi víxlverkanir voru sýndar með best spáðu sköpulaginu (Teajaroen o.fl., 2020; Jewboonchu o.fl., 2020; Tanawattanasuntorn o.fl., 2020; Saeloh o.fl., 20170; Saeloh o.fl., 20170. ).

Samkvæmt viðeigandi rannsóknum er Cistanche algeng jurt sem er þekkt sem „kraftaverkajurtin sem lengir lífið“. Aðalhluti þess er cistanoside, sem hefur ýmis áhrif eins og andoxunarefni, bólgueyðandi og eflingu ónæmisvirkni. Hlutverkið milli cistanche og húðhvítunar liggur í andoxunaráhrifum cistanche glýkósíða. Melanín í húð manna er framleitt með oxun týrósíns sem hvatað er af týrósínasa, og oxunarviðbrögðin krefjast þátttöku súrefnis, þannig að súrefnisfríar stakeindir í líkamanum verða mikilvægur þáttur sem hefur áhrif á melanínframleiðslu. Cistanche inniheldur cistanoside sem er andoxunarefni og getur dregið úr myndun sindurefna í líkamanum og hamlað þannig melanínframleiðslu.

Smelltu á Cistanches Herba For Whitening

Fyrir frekari upplýsingar:

david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501

Fyrir kollagenasa ensímið voru niðurstöður bindil-próteinsamskipta sýndar á mynd 3 og töflu S1. Bindingorka -5,89 kcal mól-1 við clostridial kollagenasa (PDB ID 2Y6I) var kynnt af bisresorcinolinu. Svið bindiorku á milli -3,68 og -7,90 kcal mól-1 var ákvarðað fyrir aðra þekkta kollagenasahemla, þar á meðal koffínsýru.

Bæði bisresorcinolið og koffínsýran deildu kollagenasa bindistöðum (mynd 3A). Fjórar amínósýrur sem bera ábyrgð á koffínsýrutengingu voru His524, Trp496, His527 og Trp539 (mynd 3B). His524 og Trp496 víxlverkuðu koffínsýru með vetnistengi í gegnum karboxýl- og fenólhýdroxýlhóp(a). His527 og Trp539 tengdust fenólhringnum með π-π stöflun. Aðrar amínósýrur innan ensímvasans lögðu sitt af mörkum í gegnum Van der Waals kraftinn (mynd 3C). Milliverkanir milli kollagenasans og bisresorsínólsins voru sýndar á myndum. 3D og 3E, sem felur í sér Trp496 og Trp539 amínósýrur sem gáfu π-rafeindir til að tengjast fenólhring bisresorcinolsins. Tilvist vetnistengis milli hýdroxýlhópa bisresorsínólsins og amínósýranna Asp601 og Ser602 sást. Þar að auki gæti Zn atómið á virka ensíminu verið samhæft við bæði bisresorcinol og koffínsýru.

Það var líkt með bindingu við elastasa bisresorcinols og ursolic sýru (mynd 4A). Varðandi ursólsýru var lagt til vetnistengi fyrir hringlaga alifatískan hýdroxýlhóp og Ser96, sem og karboxýlhóp og Asn192 (myndir 4B og 4C). Athyglisvert var að gert var ráð fyrir byggingarbroti bisresorsínólsins. Þetta gæti auðveldað víxlverkanir á milli fenólhýdroxýlhópa efnasambandsins og amínósýra eins og Asn147, Ser190, Phe215 og Ser217 með vetnistengingu (myndir 4D og 4E).

Til að rannsaka bindishækni við týrósínasa efnasambanda var kristalbygging sveppatýrósínasa (PDB ID 2Y9X) beitt. Niðurstöður voru sýndar á mynd. 5 og töflu S3, sem gefur til kynna að bindingarorka bisresorsínólsins hafi verið -6,57 kcal mól-1, sem er á bilinu -4,63 til -8,12 kcal mól-1 fyrir aðra þekkta hemla. Aftur á móti voru öll þekkt hvarfefni þétt bundin við týrósínasa samkvæmt gífurlegri lækkun á bindiorku á bilinu frá -15,46 og -23,94 kcal mól-1.

Samræmdu samgildu tengslin milli málmjóna og -arbútíns eða bisresorsínólsins á týrósínasa virka staðnum hafa líklega átt sér stað. Hins vegar var koparjónum (Cu2 plús ) skipt út fyrir sinkjónir (Zn2 plús) í AutodockTool, vegna þess að kraftsviðið fyrir Cu2 plús er ekki tiltækt og Cu2 plús og Zn2 plús jónir eru alveg eins í hleðslu og stærðum (Santos-Martins o.fl. ., 2014). Fyrir -arbútín gæti ein sinkjón tengst fenólhýdroxýlhópnum með samgildum hætti og önnur sinkjón haft samskipti við fenólhringinn í gegnum π-katjóntengi með His259 og His263 leifum (myndir 5B og 5C). Að auki eru amínósýrur, eins og Asn260, Ser282 og Val283, tengdar hýdroxýlhópum sínum með vetnistengingu. Í ljósi bisresorsínólsins myndaði fenólhýdroxýlhópurinn vetnistengi við Met280, Ala 246 og Glu239. π-π staflað víxlverkun milli fenólhringsins og His263 og π-katjónaaðdráttar milli annars fenólhrings og Arg321 sáust greinilega.

Í stuttu máli voru sameindavíxlverkanir og bindisækni milli bisresorcinols og kollagenasa, elastasa eða tyrosinasa sett í töflu 2.

UMRÆÐA

Curcuminoid, fenólsamband frá Curcuma longa L., hefur verið innifalið í ýmsum snyrtivörum sem andoxunarefni fyrir öldrunareiginleika (Gopinath & Karthikeyan, 2018). Þar sem fenólhýdroxýákvarðanir voru til, var búist við að bisresorcinolið úr skottinu H. terminals myndi hýsa öldrunarvirkni í samræmi við það (mynd 1). Í nýlegum in vitro hindrunarprófum kom í ljós að bisresorcinólið hamlar virkni elastasa og tyrosinasa frekar en kollagenasa hliðstæðu (mynd 2). Í samræmi við það voru gerðar tilraunir með kísilkví til að ganga úr skugga um bindisækni bisresorsínólsins sem skiptir máli fyrir þessi öldrunarensím. Gert var ráð fyrir að víxlverkun varðandi π-rafeindir og vetnistengi væru lykilákvarðanir fyrir bindingar þess. Þar að auki gætu vatnsfælin milliverkanir sem áttu sér stað á milli fenólhýdroxýlhópa og amínósýruleifa á/nálægt virku ensímstaðunum átt þátt í því að ensímvirkni tapist, sem samanstendur af fyrri bókmenntum (Medvidović-Kosanović o.fl., 2010; Pientaweeratch, Panapisal & Tansirikongkol, 2016). Hér voru bindingareiginleikar bisresorsínólsins við hvert ensím útskýrðir á sérstakan hátt á grundvelli byggingarsamanburðar sem samsvarar sérstökum hemli. Hömlun clostridial kollagenasa með koffínsýru, EGCG, quercetin og catechin hefur verið skjalfest (Szewczyk o.fl., 2020; Pluemsamran, Onkoksoong & Panich, 2012; Hong o.fl., 2014). Líkt og aðrir þekktir hemlar, var lagt til að hýdroxýfenólhópar bisresorsínólsins myndu hafa samskipti við lykilamínósýrur á kollagenasa bindistaðnum með π-π milliverkun og vetnisbindingu. Athyglisvert er að hin langa sveigjanlega uppbygging bisresorsínóls gæti brotið saman eða lengt. Þannig, þegar óbundinn fenólhringur á hinni hliðinni er lengdur, gæti hann tengst amínósýruleifum á virka staðnum, sem leiðir til aukins bindisstyrks. Á þennan hátt var lagt til að hindrandi möguleiki bisresorsínólsins á kollagenasavirkni væri (mynd 6).

Í samræmi við fyrri rannsókn (Huang o.fl., 2013) var binding við elastasasím bæði bisresorsínólsins og þekktra hemla, eins og procyanidin, quercetin og ursolic acid, eins, sem fól í sér myndun vetnisbindinga. Ennfremur voru getgátur um víxlverkanir milli bisresorsínóls og amínósýra, fyrir utan ensímvasann, til að miðla óbrotnum fenólhring efnisins (mynd 7).

Með hliðsjón af týrósínasa hamlandi virkni hefur verið augljóst að hemlar eins og kojic sýra, rútín og L-mímósín bindast týrósínasa ensími með L-týrósíni, sem leiðir til hömlunar á melanínmyndun (Channar o.fl., 2018; Nguyen & Tawata, 2015 ; Si o.fl., 2012). Á mynd 8 var stungið upp á π-π víxlverkunum milli hvers kyns prófunarefnasambands og histidínleifa á kopar virka stað týrósínasa. Í samræmi við fyrri rannsóknir gaf þetta sérstaklega skýringu á öðrum andstæðingum áhrifum á týrósínasavirkni slíkra efnasambanda (Lai o.fl., 2017). Fenólbeinagrindin í mannvirkjum hefur verið tengd við að hanna afleiður af indanone (Jung et al., 2019) og thiazolyl resorcinol (Mann et al., 2018), sem styður möguleikann á að nota bisresorcinol sem mótlyf tyrosinasa ensíms.

NIÐURSTAÐA

Bisresorcinólið gæti þjónað sem samkeppnishemill fyrir kollagenasa, elastasa og tyrosinasa með sambærilegum bindingaraðferðum samanborið við þekkta hemla. Hins vegar var löng og sveigjanleg uppbygging bisresorsínólsins áhugaverð að því leyti að frekari víxlverkanir í átt að óbundnum fenólhring við aðliggjandi amínósýrur ensímanna gætu verið áberandi. Fyrst var greint frá þessari niðurstöðu og gæti gefið hugmynd um þróun nýrra snyrtivara sem innihalda bisresorcinol fyrir öldrun og hvítandi áhrif. Engu að síður var frekari þörf á að kanna virkni þess in vivo og með klínískum rannsóknum.

VIÐTAKNINGAR

Höfundarnir þakka innilega öðrum veitendum rannsóknaraðstöðu, svo sem framhaldsskólanum við Prince of Songkla háskólann; Drug Delivery System Excellence Center, Lyfjavísindadeild, Prince of Songkla University; framhaldsskólinn í lífeinda- og heilbrigðisvísindum (lyfjavísindi), Hiroshima University, Hiroshima, Japan; og Lífeinda- og lífeindaverkfræðideild, Læknadeild, Prince of Songkla University, Taílandi.

Fjármögnun

Þetta rannsóknarverkefni var styrkt fjárhagslega af The Royal Golden Jubilee Ph.D. Program (Ph.D./0151/2556), Tælands rannsóknarsjóður (TRF), Tæland, og National Research Council of Thailand (NRCT). Fjármögnunaraðilar höfðu ekkert hlutverk við hönnun náms, gagnasöfnun og greiningu, ákvörðun um útgáfu eða gerð handritsins.

Upplýsingagjöf um styrki

Eftirfarandi styrkupplýsingar voru birtar af höfundum: The Royal Golden Jubilee: Ph.D./0151/2556. Tælands rannsóknarsjóður (TRF). Tæland, og National Research Council of Thailand (NRCT).

Samkeppnishagsmunir

Höfundar lýsa því yfir að þeir hafi engra hagsmunatengsla.

Framlög höfunda

·Charinrat Saechan hugsaði og hannaði tilraunirnar, framkvæmdi tilraunirnar, greindi gögnin, útbjó myndir og/eða töflur, skrifaði eða fór yfir drög að ritgerðinni og samþykkti lokauppkastið.

·Uyen Hoang Nguyen framkvæmdi tilraunirnar, greindi gögnin, útbjó myndir og/eða töflur og samþykkti lokadrög.

·Zhichao Wang framkvæmdi tilraunirnar, greindi gögnin, útbjó myndir og/eða töflur og samþykkti lokadrög.

· Sachiko Sugimoto hugsaði og hannaði tilraunirnar, skrifaði eða fór yfir drög að greininni og samþykkti lokauppkastið.

·Yoshi Yamano hugsaði og hannaði tilraunirnar, skrifaði eða fór yfir drög að blaðinu og samþykkti lokauppkastið.

·Katsuyoshi Matsunami hugsaði og hannaði tilraunirnar, skrifaði eða fór yfir drög að blaðinu og samþykkti lokauppkastið.

·Hideaki Otsuka framkvæmdi tilraunirnar, skrifaði eða fór yfir drög að greininni og samþykkti lokauppkastið.

·Giang Minh Phan framkvæmdi tilraunirnar, skrifaði eða fór yfir drög að blaðinu og samþykkti lokauppkastið.

·Viet Hung Pham framkvæmdi tilraunirnar, skrifaði eða fór yfir drög að greininni og samþykkti lokauppkastið.

·Varomyalin Tipmanee hugsaði og hannaði tilraunirnar, framkvæmdi tilraunirnar, greindi gögnin, útbjó myndir og/eða töflur, skrifaði eða fór yfir drög að ritgerðinni og samþykkti lokauppkastið.

·Jasadee Kaewsrichan hugsaði og hannaði tilraunirnar, greindi gögnin, útbjó myndir og/eða töflur, skrifaði eða fór yfir drög að ritgerðinni og samþykkti lokauppkastið.

Aðgengi gagna

Eftirfarandi upplýsingar voru veittar um aðgengi að gögnum:

Óunnin gögn fyrir IC50 gildi bisresorcinal og jákvæðra staðla fyrir ensímhamlandi mælingar varðandi kollagenasa, elastasa og tyrosinasa eru fáanlegar í viðbótarskránum.

Viðbótarupplýsingar

Viðbótarupplýsingar fyrir þessa grein er að finna á netinu.

HEIMILDIR

1. Abhijit S, Manjushree D. 2010. And-hyaluronidase, and-elastasavirkni Garcinia indica. International Journal of Botany 6(3):299–303 DOI 10.3923/ijb.2010.299.303.

2. BIOVIA. 2020. Uppgötvunarstúdíó. San Diego: Dassault Systèmes.

3. Channar PA, Saeed A, Larik FA, Batool B, Kalsoom S, Hasan MM, Ashraf Z. 2018. Nýmyndun aryl pýrazóls með Suzuki tengiviðbrögðum, in vitro sveppum tyrosinasa ensím hömlunarprófi og kísilsamanburðargreiningu á sameindum með kojic sýru. Bioorganic Chemistry 79:293–300 DOI 10.1016/j.bioorg.2018.04.026.

4. Chaturvedula VP, Schilling JK, Miller JS, Andriantsiferana R, Rasamison VE, Kingston DG. 2002. Ný frumudrepandi bis 5-alkýlresorsínól afleiður úr laufblöðum Oncostemon bojerianum frá Madagaskar regnskóginum. Journal of Natural Products 65(11):1627–1632 DOI 10.1021/np0201568.

5.Dobos G, Lichterfeld A, Blume-Peytavi U, Kottner J. 2015. Mat á öldrun húðar: kerfisbundin endurskoðun á klínískum mælikvarða. British Journal of Dermatology 172(5):1249–1261 DOI 10.1111/bjd.13509.

6. Framkvæmdastjórn Evrópusambandsins, vísindanefnd um neytendaöryggi. 2010. Álit um resorcinol, SCCS/1270/09.

7.Giang PM, Nga NT, Van Trung B, Anh DH, Viet PH. 2019. Mat á andoxunarefni, lifrarverndandi og bólgueyðandi virkni bisresorsínóls sem er einangrað úr bol Heliciopsis endastöðva. Pharmaceutical Chemistry Journal 53(7):628–634 DOI 10.1007/s11094-019-02051-7.

8. Gopinath H, Karthikeyan K. 2018. Túrmerik: krydd, snyrtivörur og lækning. Indian Journal of Dermatology Venereology and Leprology 84(1):16 DOI 10.4103/idol.IJDVL_1143_16.

9.Hong YH, Jung EY, Noh DO, Suh HJ. 2014. Lífeðlisfræðileg áhrif blöndu sem inniheldur tannasa-breytt grænt te þykkni á húðumhirðu: líkamlegur stöðugleiki, kollagenasa, elastasa og tyrosinasavirkni. Integrative Medicine Research 3(1):25–33 DOI 10.1016/j.imr.2013.12.003.

10. Huang Y, Chen L, Feng L, Guo F, Li Y. 2013. Einkenni heildarfenólískra innihaldsefna úr stönglum Spatholobus suberect með því að nota LC-DAD-MSn og hamlandi áhrif þeirra á mannlega daufkyrninga elastasa virkni. Molecules 18(7):7549–7556 DOI 10.3390/molecules18077549.

11. Humphrey W, Dalke A, Schulten K. 1996. VMD–sjón sameindavirkni. Journal of Molecular Graphics 14(1):33–38 DOI 10.1016/0263-7855(96)00018-5.

12.Jewboonchu J, Saetang J, Saeloh D, Siriyong T, Rungrotmongkol T, Voravuthikunchai SP, Tipmanee V. 2020. Atómfræðileg innsýn og gerð útskýringar á keilu í átt að Pseudomonas aeruginosa útstreymisdælu. Journal of Biomolecular Structure and Dynamics 8(4):1–10

13.Jiratchayamaethasakul C, Ding Y, Hwang O, Im ST, Jang Y, Myung SW, Lee JM, Kim HS, Ko SC, Lee SH. 2020. I. vitro skimun á elastasa, kollagenasa, hýalúrónídasa og týrósínasa hamlandi og andoxunarvirkni 22 halófýtplöntuþykkna fyrir ný snyrtivörur. Sjávarútvegs- og vatnavísindi 23(1):1–9 DOI 10.1186/s41240-020-00149-8.

14.Jung HJ, Noh SG, Park Y, Kang D, Chun P, Chung HY, Moon HR. 2019. I. vitro og in silico innsýn í týrósínasahemla með (E)-bensýliden-1-indanónafleiðum. Computational and Structural Biotechnology Journal 17(Suppl. 2):1255–1264 DOI 10.1016/j.csbj.2019.07.017.

15.Lai X, Wichers HJ, Soler-Lopez M, Dijkstra BW. 2017. Uppbygging tyrosinasa-tengts próteins 1 úr mönnum sýnir tvíkjarna sinkvirkan stað sem er mikilvægur fyrir sortumyndun. Angewandte Chemie International Edition 56(33):9812–9815 DOI 10.1002/anie.201704616.

16.Mann T, Scherner C, Röhm KH, Kolbe L. 2018. Uppbygging-virknitengsl tíasólýlresorsínóla, öflugra og sértækra hemla týrósínasa manna. International Journal of Molecular Sciences 19(3):690 DOI 10.3390/ijms19030690.

17.Medvidović-Kosanović M, Šeruga M, Jakobek L, Novak I. 2010. Rafefnafræðilegir og andoxunareiginleikar (plús )-katekín, quercetin og rútín. Croatica Chemica Acta 83(2):197–207.

18. Nguyen BCQ, Tawata S. 2015. Mímósín tvípeptíð handhverfur: bættir hemlar gegn sortumyndun og sýklóoxýgenasa. Molecules 20(8):14334–14347 DOI 10.3390/molecules200814334.

19.Pientaweeratch S, Panapisal V, Tansirikongkol A. 2016. Andoxunarefni, and-kollagenasa og and-elastasavirkni Phyllanthus emblica, Manilkara zapota og silymarin: in vitro samanburðarrannsókn til notkunar gegn öldrun. Lyfjalíffræði 54(9):1865–1872

20.Pluemsamran T, Onkoksoong T, Panich U. 2012. Koffínsýra og ferúlsýra hindra UVA-framkallaða matrix metalloproteinasa-1 með stjórnun á andoxunarvarnarkerfinu í keratínfrumum HaCaT frumum. Photochemistry and Photobiology 88(4):961–968 DOI 10.1111/j.1751-1097.2012.01118.x.

21.Saeloh D, Wenzel M, Rungrotmongkol T, Hamoen LW, Tipmanee V, Voravuthikunchai SP. 2017. Áhrif rhodomyrtone á gram-jákvæða bakteríutúbúlínsamstæðu FtsZ. PeerJ 5(9):e2962 DOI 10.7717/peerj.2962.

22.Santos-Martins D, Forli S, Ramos MJ, Olson AJ. 2014. AutoDock4Zn: endurbætt AutoDock kraftsvið fyrir smásameinda tengingu við sink málmprótein. Journal of Chemical Information and Modeling 54(8):2371–2379 DOI 10.1021/ci500209e.

23. Selvaraj S, Krishnaswamy S, Devashya V, Sethuraman S, Krishnan UM. 2014. Flavonoid-málmjónafléttur: nýr flokkur meðferðarefna. Medicinal Research Review 34(4):677–702 DOI 10.1002/med.21301.

24. Sherratt MJ, Hopkinson L, Naven M, Hibbert SA, Ozols M, Eckersley A, Newton VL, Bell M, Meng QJ. 2019. Dægurtaktur í húð og öðrum teygjanlegum vefjum. Matrix Biology 84(14):97–110 DOI 10.1016/j.matbio.2019.08.004.

25.Si YX, Yin SJ, Oh S, Wang ZJ, Ye S, Yan L, Yang JM, Park YD, Lee J, Qian GY. 2012. Samþætt rannsókn á týrósínasa hömlun með rútíni: framfarir með því að nota reiknilíkingu. Journal of Biomolecular Structure and Dynamics 29(5):999–1012 DOI 10.1080/073911012010525028.

26.Szewczyk K, Miazga-Karska M, Pietrzak W, Komsta Ł, Krzeminska B, Grzywa-Celinska A. 2020. Fenólsamsetning og húðtengdir eiginleikar lofthlutaþykkni mismunandi Hemerocallis ræktunarafbrigða. Andoxunarefni 9(8):690 DOI 10.3390/antiox9080690.

27. Tanawattanasuntorn T, Thongpanchang T, Rungrotmongkol T, Hanpaibool C, Graidist P, Tipmanee V. 2020. (-)-Kusunokinin sem hugsanlegur aldósa redúktasa hemill: jafngildi sem sést með AKR1B1 gangverki uppgerð. ACS Omega 6(1):606–614 DOI 10.1021/acsomega.0c05102.

28.Teajaroen W, Phimwapi S, Daduang J, Klaynongsruang S, Tipmanee V, Daduang S. 2020. Hlutverk nýfundna hjálparstaðarins í fosfólípasa A1 frá taílenskum tígrisgeitungum (Vespa-sækni) í ensímaukningu þess: í kísilhömlun. innsýn í líkanagerð og sameindavirkni. Eiturefni 12(8):510 DOI 10.3390/eiturefni12080510.

29. Thring TS, Hili P, Naughton DP. 2009. And-kollagenasa, and-elastasa og andoxunarvirkni útdráttar úr 21 plöntu. BMC Complementary and Alternative Medicine 9(1):1–11 DOI 10.1186/1472-6882-9-27.

30.Widyowati R, Sugimoto S, Yamano Y, Sukardiman, Otsuka H, ​​Matsunami K. 2016. Ný ísólínarín C, D og E, flflavonoid glýkósíð frá Linaria japonica. Chemical and Pharmaceutical Bulletin 64(5):517–521 DOI 10.1248/CPB.c16-00073.

Fyrir frekari upplýsingar: david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501