An\u00e1lisis del potencial del \u00e1cido dehidroab\u00e9tico como inhibidor de la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n PI3K\/AKT\/mTOR basado en la tecnolog\u00eda de simulaci\u00f3n por ordenador
\nLa v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n PI3K\/AKT\/mTOR desempe\u00f1a un papel importante en los procesos de proliferaci\u00f3n celular, diferenciaci\u00f3n y apoptosis, y est\u00e1 sobreactivada en muchas c\u00e9lulas tumorales. Se ha descubierto que favorece el desarrollo de resistencia a los f\u00e1rmacos en las c\u00e9lulas tumorales. La inhibici\u00f3n de la activaci\u00f3n de esta v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n puede promover la apoptosis de las c\u00e9lulas tumorales y restaurar su sensibilidad a los f\u00e1rmacos. Por lo tanto, el desarrollo de peque\u00f1as mol\u00e9culas inhibidoras de la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n PI3K\/AKT\/mTOR se ha convertido en uno de los puntos calientes de la investigaci\u00f3n de f\u00e1rmacos antitumorales. El \u00e1cido deshidroab\u00e9tico (DHA) es un importante \u00e1cido diterpenoide tric\u00edclico de resina natural y uno de los componentes de la colofonia de la medicina tradicional china. Se obtiene principalmente separando la colofonia mediante una reacci\u00f3n de desproporci\u00f3n. Tiene propiedades estables y una estructura similar a las mol\u00e9culas de esteroides, y se ha utilizado ampliamente en la s\u00edntesis y el desarrollo de reactivos fluorescentes y f\u00e1rmacos intermedios. El \u00e1cido deshidroab\u00e9tico y muchos de sus derivados presentan una excelente actividad antitumoral. Informes recientes han demostrado que los derivados 1H benzo[d] imidazol del \u00e1cido dehidroab\u00e9tico tienen efectos inhibidores sobre PI3K \u03b1 y pueden regular a la baja la expresi\u00f3n de AKT fosforilada. Nuestra investigaci\u00f3n tambi\u00e9n descubri\u00f3 que algunos derivados del \u00e1cido dehidroabi\u00e9tico modificados con anillos B pueden reducir los niveles de expresi\u00f3n de PI3K, AKT y mTOR fosforilados, as\u00ed como los niveles de fosforilaci\u00f3n de sus efectores descendentes S6 y 4EBP1. Aunque diferentes derivados del \u00e1cido dehidroab\u00e9tico han mostrado ciertos efectos inhibidores sobre las prote\u00ednas de la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n PI3K\/AKT\/mTOR, en la actualidad no est\u00e1 claro si el \u00e1cido dehidroab\u00e9tico posee por s\u00ed mismo la correspondiente capacidad inhibidora, por lo que es necesario seguir investigando.<\/p>\n
La mayor\u00eda de los compuestos ejercen sus efectos uni\u00e9ndose a mol\u00e9culas de prote\u00ednas, y sus modos de uni\u00f3n y capacidades pueden verificarse mediante m\u00e9todos como el an\u00e1lisis de cristales de prote\u00ednas y el enfriamiento por fluorescencia de prote\u00ednas. Sin embargo, el periodo experimental es largo y el coste elevado. La tecnolog\u00eda de acoplamiento molecular consiste en utilizar ordenadores para realizar c\u00e1lculos te\u00f3ricos y predecir la uni\u00f3n entre los compuestos y las prote\u00ednas receptoras. Bas\u00e1ndose en la energ\u00eda de uni\u00f3n del acoplamiento, puede determinarse la capacidad de uni\u00f3n entre los compuestos y las prote\u00ednas, y pueden seleccionarse moduladores potenciales de prote\u00ednas; tambi\u00e9n puede llevarse a cabo una investigaci\u00f3n preliminar del mecanismo mediante la configuraci\u00f3n de acoplamiento obtenida y otras puntuaciones de acoplamiento. Adem\u00e1s, la comprensi\u00f3n de las propiedades farmacol\u00f3gicas y las caracter\u00edsticas farmacocin\u00e9ticas de los compuestos, como la absorci\u00f3n, la distribuci\u00f3n, el metabolismo, la excreci\u00f3n y la toxicidad en el cuerpo humano, puede determinar si pueden utilizarse como compuestos candidatos para el tratamiento cl\u00ednico. Con el fin de reducir los costes de investigaci\u00f3n, se han ido utilizando gradualmente programas asistidos por ordenador para los estudios preliminares de semejanza y farmacocin\u00e9tica de f\u00e1rmacos.<\/p>\n
Por lo tanto, en este estudio se utiliz\u00f3 la tecnolog\u00eda de acoplamiento molecular para predecir la capacidad de uni\u00f3n y el modo de uni\u00f3n del \u00e1cido dehidroab\u00e9tico a prote\u00ednas clave de esta v\u00eda, y se verific\u00f3 la inhibici\u00f3n real del \u00e1cido dehidroab\u00e9tico mediante inmunotransferencia de prote\u00ednas. Adem\u00e1s, se utiliz\u00f3 un servidor de red para simular las propiedades y la farmacocin\u00e9tica del f\u00e1rmaco, con el fin de comprender de forma preliminar el potencial del \u00e1cido dehidroab\u00e9tico como inhibidor de la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n PI3K\/AKT\/mTOR y proporcionar una base te\u00f3rica para el desarrollo posterior del \u00e1cido dehidroab\u00e9tico.<\/p>\n
La v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n PI3K\/AKT\/mTOR desempe\u00f1a un papel importante en los procesos de proliferaci\u00f3n, diferenciaci\u00f3n y apoptosis celular, y es tambi\u00e9n una de las dianas para el tratamiento del c\u00e1ncer. La PI3K est\u00e1 compuesta principalmente por la subunidad catal\u00edtica p110 y la subunidad reguladora p85. Tras la activaci\u00f3n de la fosforilaci\u00f3n, puede convertir su sustrato 3,4-fosfatidilinositol (PIP2) en 3,4,5-trifosfato de fosfatidilinositol (PIP3). PIP3 puede unirse a AKT y promover la fosforilaci\u00f3n de AKT a trav\u00e9s de la prote\u00edna quinasa 1 dependiente de fosfoinositol (PDK1). La AKT activada por fosforilaci\u00f3n puede fosforilar directa o indirectamente a mTOR, promoviendo as\u00ed la fosforilaci\u00f3n de las prote\u00ednas efectoras descendentes 4EBP1 y S6 para regular la actividad bioqu\u00edmica intracelular.<\/p>\n
Este estudio se basa en el continuo desarrollo de derivados anticancer\u00edgenos del \u00e1cido dehidroab\u00e9tico en los \u00faltimos a\u00f1os, algunos de los cuales se ha informado que tienen efectos inhibitorios sobre prote\u00ednas clave en la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n PI3K\/AKT\/mTOR. Con el fin de investigar el efecto del \u00e1cido dehidroab\u00e9tico como materia prima sobre la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n PI3K\/AKT\/mTOR y proporcionar una base para el desarrollo de derivados anticancer\u00edgenos del \u00e1cido dehidroab\u00e9tico. La capacidad de uni\u00f3n y el modo de uni\u00f3n del \u00e1cido dehidroabiet\u00e9tico a los sitios de uni\u00f3n ATP de las prote\u00ednas clave PI3K, AKT y mTOR en la v\u00eda se predijeron utilizando la tecnolog\u00eda de acoplamiento molecular. Se examin\u00f3 el efecto inhibidor del \u00e1cido dehidroabi\u00e9tico en la v\u00eda mediante inmunotransferencia de prote\u00ednas y se predijo el potencial del \u00e1cido dehidroabi\u00e9tico como f\u00e1rmaco oral mediante simulaciones farmacocin\u00e9ticas preliminares.<\/p>\n
Los resultados del acoplamiento molecular mostraron que el \u00e1cido dehidroabiet\u00e9tico tiene una cierta capacidad de uni\u00f3n a los sitios de uni\u00f3n de ATP de varias prote\u00ednas clave, con la uni\u00f3n m\u00e1s d\u00e9bil a AKT3 a una energ\u00eda de uni\u00f3n m\u00ednima de -6,16 kcal\/mol y la uni\u00f3n m\u00e1s fuerte a AKT1 a una energ\u00eda de uni\u00f3n m\u00ednima de -8,04 kcal\/mol. La capacidad de uni\u00f3n del \u00e1cido dehidroab\u00e9tico a las prote\u00ednas de la v\u00eda es m\u00e1s d\u00e9bil que la del ligando original como inhibidor altamente eficaz, lo que es similar a la mol\u00e9cula inhibidora de la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n PI3K\/AKT\/mTOR basada en \u00e1cido dehidroab\u00e9tico DBDA que hemos sintetizado. En los sitios de uni\u00f3n al ATP, los residuos de interacci\u00f3n entre el \u00e1cido dehidroabietico y las prote\u00ednas son en su mayor\u00eda residuos hidrof\u00f3bicos. A excepci\u00f3n de Lys890 de PI3K \u03b4, otros residuos clave que desempe\u00f1an el papel m\u00e1s importante en la uni\u00f3n de prote\u00ednas ligando tambi\u00e9n son residuos hidrof\u00f3bicos. Esto indica que el \u00e1cido dehidroabi\u00e9tico puede ejercer efectos inhibidores uni\u00e9ndose a la circunvoluci\u00f3n glandular de los sitios de uni\u00f3n al ATP. Los residuos de interacci\u00f3n entre varias prote\u00ednas y el \u00e1cido deshidroab\u00e9tico se solapan significativamente con los del ligando original, lo que indica que el \u00e1cido deshidroab\u00e9tico puede competir con el ATP de forma similar al ligando original para inhibir la acci\u00f3n de las prote\u00ednas. Adem\u00e1s, las estructuras sin enlaces de hidr\u00f3geno, como el \u00e1cido dehidroab\u00e9tico con PI3K \u03b1, AKT2 y AKT3, tienen energ\u00edas de uni\u00f3n m\u00e1s altas que otras estructuras con enlaces de hidr\u00f3geno, lo que indica que los enlaces de hidr\u00f3geno desempe\u00f1an un papel importante en la uni\u00f3n estable del \u00e1cido dehidroab\u00e9tico a las prote\u00ednas. En la configuraci\u00f3n de uni\u00f3n del \u00e1cido dehidroabiet\u00e9tico, todos los enlaces de hidr\u00f3geno se generan en la posici\u00f3n carboxilo. Sin embargo, hay m\u00faltiples residuos solapados cerca de los anillos isoprop\u00edlico y benc\u00e9nico que interact\u00faan mediante enlaces de hidr\u00f3geno en el ligando original. Esta caracter\u00edstica sugiere que, a la hora de dise\u00f1ar nuevos inhibidores de la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n PI3K\/AKT\/mTOR basados en el \u00e1cido deshidroabi\u00e9tico, se puede potenciar la capacidad hidr\u00f3fila de la posici\u00f3n carboxilo e introducir grupos hidr\u00f3filos en las posiciones isopropilo y anillo benceno, lo que puede mejorar la capacidad de uni\u00f3n del nuevo compuesto a las prote\u00ednas.<\/p>\n
Los experimentos de inmunotransferencia de prote\u00ednas mostraron que tras el tratamiento con \u00e1cido deshidroab\u00e9tico, la expresi\u00f3n de la subunidad p85 regulada por PI3K en las c\u00e9lulas SCC9 se redujo significativamente. La disminuci\u00f3n del contenido de p85 puede dificultar la generaci\u00f3n de PI3K y convertirse en uno de los factores que reducen la expresi\u00f3n de fosforilaci\u00f3n de la prote\u00edna corriente abajo AKT en PI3K. La prote\u00edna total de AKT y mTOR no mostr\u00f3 cambios significativos en comparaci\u00f3n con el grupo en blanco bajo diferentes concentraciones de \u00e1cido dehidroabi\u00e9tico, pero la expresi\u00f3n de prote\u00ednas fosforiladas se redujo significativamente, lo que indica que el proceso de fosforilaci\u00f3n de AKT y mTOR fue inhibido. La disminuci\u00f3n de la expresi\u00f3n de fosforilaci\u00f3n de 4EBP1 corriente abajo de mTOR puede deberse a que 4EBP1 tambi\u00e9n puede activarse a trav\u00e9s de la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n MEK\/Erk. La expresi\u00f3n de fosforilaci\u00f3n corriente abajo de otra prote\u00edna efectora S6K1 regulada por mTOR se redujo significativamente, lo que puede deberse a la inhibici\u00f3n de la fosforilaci\u00f3n de mTOR, que conduce a una disminuci\u00f3n de la activaci\u00f3n de S6K1 y, por tanto, reduce la reacci\u00f3n de fosforilaci\u00f3n de S6. En general, en las c\u00e9lulas SCC9, la expresi\u00f3n de la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n PI3K\/AKT\/mTOR fue inhibida por el \u00e1cido dehidroab\u00e9tico, lo que concuerda con los resultados predichos en el acoplamiento molecular.<\/p>\n
En la predicci\u00f3n de las propiedades y la farmacocin\u00e9tica de los f\u00e1rmacos, la regla de Lipinski del an\u00e1lisis de cinco del \u00e1cido dehidroabi\u00e9tico muestra que sus valores de peso molecular, LogP, enlace rotacional, aceptor de enlace de hidr\u00f3geno y donante de enlace de hidr\u00f3geno est\u00e1n dentro del rango requerido por esta regla emp\u00edrica. La predicci\u00f3n farmacocin\u00e9tica simula la absorci\u00f3n, distribuci\u00f3n, metabolismo, excreci\u00f3n y toxicidad del \u00e1cido dehidroab\u00e9tico in vivo, y el \u00e1cido dehidroab\u00e9tico ha superado la mayor\u00eda de las pruebas, lo que indica que puede ejercer bien los efectos farmacol\u00f3gicos in vivo.<\/p>\n
En resumen, este estudio descubri\u00f3 que el \u00e1cido dehidroab\u00e9tico en s\u00ed mismo puede convertirse en un agente terap\u00e9utico candidato para inhibir la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n PI3K\/AKT\/mTOR, con el fin de aliviar la resistencia de las c\u00e9lulas tumorales y los efectos antitumorales, mediante la predicci\u00f3n de acoplamiento molecular, experimentos de inmunotransferencia de prote\u00ednas, pruebas de similitud de f\u00e1rmacos y predicci\u00f3n farmacocin\u00e9tica. Se pueden realizar m\u00e1s modificaciones en la estructura del \u00e1cido dehidroab\u00e9tico para desarrollar inhibidores m\u00e1s eficaces de la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n PI3K\/AKT\/mTOR basados en el \u00e1cido dehidroab\u00e9tico.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Analysis of the potential of dehydroabietic acid as an inhibitor of the PI3K\/AKT\/mTOR signaling pathway based on computer simulation technology The PI3K\/AKT\/mTOR signaling pathway plays an important role in the processes of cell proliferation, differentiation, and apoptosis, and is overactivated in many tumor cells. It has been found to promote the development of drug resistance […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[20],"tags":[],"yoast_head":"\n