Isoxazoles a base de flavonoides trifluorometilados como agentes antidiabéticos y antiobesidad: síntesis, actividad inhibidora de la amilasa in vitro, acoplamiento molecular y análisis de la relación estructura-actividad
Feb 22, 2022
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Faisal K. Algethami 1,*, Ilyes Saidi 2, Hani Nasser Abdelhamid 3, Mohamed R. Elamin 1, Babiker Y. Abdulkhair 1, Amani Chrouda 4 y Hichem Ben Jannet 2,*
Resumen:La diabetes mellitus es un importante problema de salud a nivel mundial. El manejo de la digestión de carbohidratos proporciona un tratamiento alternativo.Flavonoidesconstituyen el mayor grupo depolifenólicocompuestos, producidos por plantas ampliamente consumidas como alimento y/o utilizadas con fines terapéuticos. Como tales, los isoxazoles han atraído la atención de los químicos médicos a fuerza de su considerable bioactividad. Así, el objetivo principal de este trabajo fue descubrir nuevas moléculas híbridas con propiedades tanto de flavonoides como de isoxazoles para controlar la digestión de carbohidratos. Además, el grupo trifluorometilo es una entidad clave en el desarrollo de fármacos, debido a su fuerte lipofilia y estabilidad metabólica. Por lo tanto, el presente trabajo describe la condensación de un flavonol de trifluorometilación previamente sintetizado con diferentes óxidos de arilnitrilo, proporcionando 13 moléculas híbridas indicadas como isoxazoles basados en flavonoides de trifluorometilación. Las estructuras de los compuestos obtenidos se dedujeron a partir del análisis 1H NMR, 13C NMR y HRMS. Los 15 compuestos recién sintetizados inhibieron la actividad de la -amilasa con una eficacia que va del 64,5 ± 0,7 por ciento al 94,7 ± 1,2 por ciento a una concentración de 50 µM, y con valores IC50 de 12,6 ± 0,2 µM–27,6 ± 1,1 µM. Los compuestos más efectivos en términos de eficacia y potencia fueron 3b, 3h, 3j y 3m. Entre las nuevas trifluorometilacionesa base de flavonoidesisoxazoles, el compuesto 3b fue el inhibidor más efectivo de la actividad -amilasa (PI=94.7 ± 1.2 por ciento a 50 µM), con una potencia (IC50=12.6 ± { {13}}.2 µM) similar a la del control positivo acarbosa (IC50=12.4 ± 0.1 µM). El estudio de la relación estructura-actividad basado en el análisis de acoplamiento molecular mostró una baja energía de unión, un modo correcto de interacción en el bolsillo activo de la enzima objetivo y una capacidad para interactuar con los residuos clave de la escisión glucosídica (GLU{{16 }} y ASP-206), explicando los efectos inhibitorios de la -amilasa establecidos por varios derivados.
Palabras clave:-inhibición de la amilasa; antidiabético; anti-obesidad; cicloadición; flavonoides; isoxazoles basados en flavonoides de trifluorometilación; acoplamiento molecular; Análisis SAR
1. Introducción
Obesidady la diabetes mellitus constituyen los principales problemas de salud humana en todo el mundo [1,2]. De hecho, la diabetes mellitus se caracteriza principalmente por un nivel de azúcar en sangre descontrolado. Sin embargo, la diabetes mellitus tipo 1 resulta de una alteración en la secreción de insulina (insulinodependiente), mientras que la tipo 2 generalmente se origina de la resistencia a la insulina (alteraciones de la estructura del receptor en las células diana, lo que lleva a una reducción en la afinidad hormona-receptor), alteración en la secreción de insulina, o ambos [3,4]. Inevitablemente, la inhibición de la degradación de polisacáridos en monosacáridos adecuados para la absorción en las células implementa estrategias fundamentales para controlar la diabetes y ayudar en el manejo de la obesidad [3]. La enzima -amilasa (EC.3.2.1.1) es una enzima digestiva que hidroliza -1,4-enlaces glucosídicos de carbohidratos, como los almidones [5]. Por tanto, la inhibición de la -amilasa contribuye de una forma u otra a controlar la digestión de los hidratos de carbono [6,7]; así, constituye una vía parcial para regular la actividad enzimática de -amilasa; por lo tanto, es una terapia ideal para la regulación de la obesidad y la diabetes, así como sus complicaciones relacionadas [4]. La mayoría de los inhibidores de la -amilasa comerciales, como la acarbosa, el miglitol, la faseolamina y la voglibosa, se han asociado con efectos secundarios intestinales, como flatulencia, dolor abdominal, diarrea, insuficiencia hepática, alergias cutáneas graves y neumatosis, infección intestinal cistoide [6]. ]. Los mejores inhibidores de la -amilasa son los llamados inhibidores competitivos, que inhiben la enzima de forma irreversible. Un inhibidor competitivo se une al sitio activo de la enzima objetivo y, por lo tanto, evita que el sustrato se una. Por tanto, en la inhibición competitiva, el inhibidor compite con el sustrato por el sitio activo. Por otro lado, en la inhibición irreversible, el inhibidor se disocia muy lentamente de la enzima diana, ya que se ha unido fuertemente a la enzima. Normalmente, los inhibidores irreversibles se unen covalentemente al sitio activo de la enzima modificando los residuos o grupos funcionales necesarios para la actividad enzimática, de modo que la enzima se inhibe de forma irreversible. Para una buena inhibición de la digestión de los carbohidratos, que puede ayudar a controlar la obesidad e incluso la diabetes tipo 2, necesitamos una sustancia no selectiva capaz de inhibir la mayoría de las enzimas digestivas de los azúcares, a saber, -amilasa salival, -amilasa pancreática y -glucosidasa. [8,9]. Investigaciones anteriores sobre flavonoides semisintetizados encontraron que los derivados de flavonoides a base de isoxazol exhibieron efectos antidiabéticos significativos al mejorar la absorción de glucosa en las células HepG2 resistentes a la insulina [10]. Además, los flavonoides son el grupo más grande de metabolitos secundarios polifenólicos, que se encuentran comúnmente en las plantas. Estos metabolitos secundarios son responsables de los atractivos colores de los seguidores, frutos y hojas [11]. Estructuralmente, los flavonoides tienen un esqueleto de carbono C15 que consta de dos anillos aromáticos (A) y (B), que están unidos por una cadena C3 que forma el heterociclo (C) [12]. Se han informado muchas propiedades biológicas para este tipo de compuesto polifenólico, como la inhibición de -amilasa [7,13–15], antidiabético [16,17], anticancerígeno [18,19] yantioxidanteefectos [20], y otras actividades biológicas [21-25]. Sin embargo, este rico perfil biológico ha motivado a varios equipos de investigación química a sintetizar flavonoides con restos y sustituyentes especiales para orientar actividades biológicas particulares [26–30]. Por otro lado, el isoxazol es un heterociclo de cinco miembros de gran importancia en química médica. Además, los isoxazoles naturales, como el ácido iboténico (alucinógeno, neurotoxina) y el muscimol (alucinógeno, antagonista del receptor GABAA) [31–34], han atraído cada vez más la atención de los químicos y farmacólogos debido a sus potentes propiedades biológicas y farmacológicas. Además, se ha revelado que los derivados del isoxazol poseen un amplio espectro de propiedades biológicas, como actividades antidiabéticas, analgésicas, antiinflamatorias, anti-VIH y anticancerígenas [10,35–40]. El anillo de isoxazol se ha utilizado ampliamente como componente clave de fármacos como la zonisamida (anticonvulsivo) [41], valdecoxib, parecoxib (inhibidores de la COX-2) [42] y leflunomida (antirreumático) [43]. En las últimas décadas, el grupo trifluorometilo ha tenido una demanda creciente para el desarrollo de compuestos bioactivos, debido a su fuerte carácter atractor de electrones, su estabilidad metabólica y su naturaleza lipofílica, que se consideran importantes propiedades fisicoquímicas de las moléculas bioactivas [44]. Se descubrió que esta fracción fluorada era indispensable en muchos fármacos importantes, como flufenazina (antipsicótico, anticancerígeno) [45], leflunomida (antirreumático) [43], celecoxib (inhibidor selectivo de la COX-2) [46], fluoxetina (antidepresivo) [47] y fluazinam (fungicida) [48]. Una revisión de la literatura menciona que se ha informado que el ácido amino-nicotínico de trifluorometilación 5- exhibe una actividad prometedora de -amilasa [49]. Además, se descubrió que las moléculas híbridas cloradas de pirazol-tiazol son buenos inhibidores de la enzima -amilasa [50], lo que también indica la importancia del átomo de cloro en las estructuras inhibidoras de -amilasa. Los datos de la literatura anterior que informan las importantes propiedades fisicoquímicas del grupo trifluorometilo y su contribución, junto con los flavonoides y los isoxazoles, a la inhibición de la -amilasa y al ejercicio de actividades antidiabéticas, nos han animado a preparar una nueva serie de moléculas híbridas, donde se ha desarrollado un flavonoide de trifluorometilación. asociado con una serie de aril isoxazoles a través de un conector de metileno, y para evaluar su poder inhibidor de la enzima -amilasa. La relación estructura-actividad (SAR) se estudió y aprobó mediante análisis de acoplamiento molecular.
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2. Resultados y Discusión
2.1. Química La preparación de un flavonol de trifluorometilación (1)—previamente sintetizado en nuestro laboratorio y que muestra un potencial citotóxico interesante—fue reportada de acuerdo con el procedimiento adoptado por Znati et al. (2019) [30]. Se condensó 5-cloro-2-hidroxiacetofenona con 4-(trifluorometil)benzaldehído a reflujo de metanol y en presencia de hidróxido de sodio durante 3 h para producir 5-cloro{{10 }}(trifluorometil)-2-hidroxicalcona; luego, el anillo piránico (C) se cicló y el carbono C-3 se oxidó mediante la adición de (H2O2, NaOH) durante 2 h a temperatura ambiente (Esquema 1). La molécula 1 se obtuvo con un buen rendimiento (79 por ciento), después de la precipitación en agua helada. Esquema 1. Vía sintética de la trifluorometilación del flavonol (1). La estructura del flavonol (1) se confirmó mediante análisis espectroscópico y por comparación con datos de la literatura [30]. La cicloadición 1,3-dipolar es una reacción química entre un 1,3-dipolo y un dipolarófilo para formar un anillo de cinco miembros. Por lo tanto, la cicloadición 1,3-dipolar se considera la forma más importante de síntesis de una amplia gama de isoxazoles. Además, la síntesis regioespecífica de isoxazoles catalizada por Cu(I) bajo irradiación de microondas se basa en la cicloadición [3 más 2] entre alquinos terminales (dipolarófilos) y óxidos de arilnitrilo (dipolos), proporcionando exclusivamente 3,5-disustituidos regioisómeros [39,51]. Nuestro enfoque para apuntar a los isoxazoles flavonoides de trifluorometilación (3a–m), comenzó primero con la preparación del dipolarófilo (2) a través de la propargilación del grupo hidroxilo en la posición C-3 del flavonol (1) en DMF anhidro para 2 h a temperatura ambiente, en presencia de K2CO3, como se ilustra en el Esquema 2. El dipolarófilo (2) se preparó con un excelente rendimiento (94 por ciento). Esquema 2. Vía sintética del dipolarófilo (2).
La estructura del compuesto 2 se estableció según sus datos espectrales. De hecho, además de las señales correspondientes a los protones y carbonos introducidos por el flavonol (1), se detectaron nuevas señales del resto propargilo en los espectros de RMN 1H y 13C. Además, el espectro de RMN de 1H del dipolarófilo (2), registrado en CDCl3 a 300 MHz, mostró un doblete en δH 5.06 (2H, d, J=2.4 Hz) correspondiente al protón metileno H{{13 }}" y un triplete en δH 2,36 (1H, t, J=2,4 Hz) atribuible al protón del grupo etinilo (H-3"). El espectro de RMN de 13C confirmó la introducción del grupo propargilo mediante la observación de nuevas señales en δC 78,4, 76,9 y 59,6, atribuibles a C-2", C-3", y C{{29} }", respectivamente. Los cloruros de hidroximilo a–m son los principales precursores de las generaciones in situ de óxidos de arilnitrilo, reactivos que participan en la reacción de 1,3-cicloadición dipolar para la síntesis de isoxazoles. Los precursores (a –m) se sintetizaron a partir de los aldehídos apropiados de acuerdo con el procedimiento general descrito por Himo et al. (2005) [51].Los cloruros de hidroxilo deseados (a–m) se obtuvieron con buenos rendimientos, que oscilan entre el 80 y el 98 por ciento (Tabla 1). Por lo tanto, los óxidos de nitrilo de arilo correspondientes se formaron in situ mediante la deshidrohalogenación de los cloruros de hidroxilo correspondientes usando la trietilamina como base. Tabla 1. Estructuras y rendimientos de cloruros de hidroxilo (a-m) e isoxazoles basados en flavonoides de trifluorometilación (3a -metro).
La reacción de cicloadición 1,3-dipolar se aplicó en un enfoque regioespecífico utilizando el alquino terminal (2) y los diferentes cloruros de hidroxilo (a–m) sustituidos de diversas formas (Esquema 3). Los resultados obtenidos se enumeran en la Tabla 1. Esquema 3. Vía sintética de la trifluorometilación flavonoides isoxazoles 3a–m. Todas las reacciones se realizaron con irradiación de microondas (250 W) en DMF en presencia de trietilamina y yoduro cuproso (CuI) durante 5 min. Los productos se aislaron de la mezcla de reacción por simple purificación en una columna de gel de sílice. Los 3,{{10}}isoxazoles disustituidos (3a–m) recién preparados se obtuvieron con rendimientos que oscilaban entre el 73 y el 96 por ciento (Tabla 1). Las estructuras de los isoxazoles basados en flavonoides de trifluorometilación sintetizados (3a–m) (Tabla 1) se determinaron por medio de 1H, 13C NMR y DEPT 135. Los espectros de 1H NMR de estos compuestos mostraron un singlete resonando en δH 6.3{{68 }}–6,60 atribuible al protón metino H-4" del anillo de isoxazol, otro singlete en δH 5,35–5,45 atribuible al protón metileno H-6", y otras señales en la zona de protones aromáticos relativa a los protones introducidos por el grupo arilo. Además, estas estructuras fueron confirmadas por sus espectros 13C NMR y DEPT 135, mostrando todas las señales de carbono esperadas, especialmente las aromáticas introducidas por los cloruros de hidroxilo utilizados, así como el carbono del metino C-4" de el anillo de isoxazol resuena en δC 1{{9{{1{{105}}0}}}}2.5–103.0, y aquel cuya señal está invertida en el espectro DEPT 135, resonando en δC 63.5–63.9, atribuible al metileno C-6". 2.2. Valoración de la inhibición de -amilasa Para controlar la actividad enzimática, la inhibición es uno de los medios terapéuticos más exitosos. Por lo tanto, la inhibición de la enzima -amilasa constituye una vía parcial para controlar la diabetes y controlar el peso, al dificultar la digestión de los carbohidratos. Hasta la fecha, fármacos como la acarbosa han formado parte del arsenal de fármacos utilizados para el tratamiento de la DM y la obesidad. Sin embargo, la acarbosa no se usa como monoterapia, debido a su eficacia y efectos secundarios; en cambio, la acarbosa se usa como terapia adicional y se usa muy a menudo en combinación con otros medicamentos hipoglucemiantes. Junto con esto, este medicamento se usa comúnmente como un compuesto estándar en el estudio de la inhibición de la -amilasa. En este estudio, se evaluaron los 15 compuestos sintetizados (1, 2 y 3a–m) en cuanto a su actividad inhibidora de la -amilasa. Los resultados se expresaron en parámetros de potencia (IC50 ± SEM µM) y eficacia (PI a 50 µM), y se muestran en la Tabla 2. De acuerdo con los resultados, las moléculas sintetizadas (1, 2 y 3a–m) poseía una actividad anti- -amilasa significativa (p menor o igual a 0.05), con una eficacia que oscilaba entre 64,5 ± {{177} }.7 a 94.7 ± 1.2 por ciento a una concentración de 50 µM, y potencias de IC5{{2{{207}}2}} valores que varían de 12.6 ± {{219} },2 a 27,6 ± 1,1 µM. Entre los isoxazoles basados en flavonoides de trifluorometilación recién preparados, se encontró que 3b (R1=F, R2=H) era el más potente (IC50=12.6 ± 0.2 µM) y el compuesto más efectivo (PI=94.7 ± 1.2 por ciento a 50 µM) para inhibir la actividad de la enzima -amilasa. Se encontró que estos valores significativos eran comparables a los de la acarbosa (PI=97.8 ± 0.5 por ciento a 50 µM; IC50=12.4 ± 0.1 µM), utilizada como sustancia estándar. Del mismo modo, los compuestos 3h, 3j y 3m pueden considerarse bioactivos en términos de eficacia y potencia (PI= 93.1 ± 0,9 por ciento –93,5 ± 1,1 por ciento a 50 µM; IC50=13.3 ± 0,2 µM–13,8 ± 0,1 µM) en comparación con su análogo 3b y acarbosa. El resto de los compuestos (1, 2, 3a, 3c, 3d, 3e, 3f, 3g, 3i, 3k y 3l) también fueron capaces de inhibir la enzima -amilasa, pero siguen siendo menos efectivos (PI{{ 140}},5 ± 0,7 por ciento –87,1 ± 0,7 por ciento a 50 µM; IC50=14,4 ± 0,2 µM a 27,6 ± 1,1 µM) que los análogos antes mencionados. La actividad anti- -amilasa lograda por los compuestos sintetizados es consistente con informes anteriores, entre los que se encuentran Nie et al. (2020) [10] informaron que los isoxazoles basados en flavonoides podrían mostrar andamios valiosos para el descubrimiento de fármacos antidiabéticos. Al comparar las estructuras y actividades de las moléculas sintetizadas, los compuestos 3bd, halogenados en la posición para del grupo fenilo unido al anillo de isoxazol, mostraron una eficacia significativa (PI= 85.4 ± 0,9 por ciento –94,7 ± 1,2 por ciento en 50 µM) y potencia (IC50=12.6 ± 0,2 µM–14,6 ± 0,3 µM) en la inhibición de la enzima -amilasa. Este hallazgo concuerda con la literatura, que muestra que la presencia de átomos de halógeno (F, Cl o Br) en la estructura era esencial para una potente inhibición de la -amilasa [49,50]. Además, el estudio de la relación estructura-actividad nos permitió concluir que más efectos de atractor inductivo (−I) y donador mesomérico (más M) aumentan la eficacia inhibidora de la -amilasa y la potencia (actividad del derivado fluorado 3b (R{{186} } F, R2=H; PI=94.7 ± 1.2 por ciento a 50 µM; IC50=12.6 ± 0.2 µM) es más alta que la del derivado clorado 3c (R{ {198}} Cl, R2=H, PI=87,1 ± 0,7 por ciento a 50 µM, IC50=14,4 ± 0,2 µM), seguido del derivado bromado 3d (R 1=Br, R2=H; PI=85.4 ± 0.9 por ciento a 50 µM; IC50=14.6 ± 0.3 µM)), de acuerdo con estudios previos [ 4,49]. Es evidente que la inhibición de la -amilasa aumenta con los efectos del atractor inductivo (-I) y del donante mesomérico (más M) de los átomos de halógeno.
2.3. Estudios de acoplamiento molecularLa enzima -amilasa (EC 3.2.1.1), una glicosil hidrolasa, hidroliza -1,4-enlaces glucosídicos en almidones, como la amilosa. La estructura cristalina de la enzima -amilasa (PDB: 7TAA) está compuesta por una cadena A con una longitud de secuencia de 478 aminoácidos [52]. -La amilasa es una de las enzimas clave más importantes responsables de la digestión de carbohidratos [5]; por lo tanto, el bloqueo de la enzima -amilasa ofrece una estrategia para controlar la diabetes y ayudar en el manejo de la obesidad [6,7]. Se ejecutó un extenso análisis de acoplamiento molecular para explorar el modo de unión, determinar las interacciones probables de las moléculas sintetizadas (1, 2 y 3a-m) dentro del bolsillo de unión hidrofóbico de ABC (hexasacárido de acarbosa modificado) de la estructura cristalina de la proteína de Aspergillus oryzae - enzima amilasa (PDB: 7TAA) [52] utilizando el software AutoDock Vina, y racionalizar la actividad inhibidora de la amilasa in vitro observada de los compuestos recién sintetizados. Todas las moléculas sintetizadas (1, 2 y 3a–m) —y la acarbosa, utilizada como sustancia estándar— se estudiaron in silico. Las energías de unión y los detalles de interacción (número de interacciones, número de aminoácidos que interactúan, aminoácidos que interactúan y enlaces de hidrógeno) de los ligandos con la enzima objetivo se presentan en la Tabla 2. A partir de los resultados del acoplamiento in silico (Tabla 2), se observó que los compuestos 1 y 2 exhibieron buenas energías de unión (-7,7 y -7,8 kcal/mol, respectivamente) dentro del sitio de unión de la enzima -amilasa (PDB: 7TAA). Estos valores son comparables a los de la sustancia estándar (acarbosa, −7,9 kcal/mol), lo que les permite adaptarse favorablemente al sitio activo de la enzima diana. Curiosamente, los isoxazoles basados en flavonoides de trifluorometilación recién sintetizados (3a-m) dieron los resultados esperados; estaban correctamente en la pose de enlace y exhibían magníficas energías de enlace que oscilaban entre −9,6 y −8,2 kcal/mol (Tabla 2). Esto permitiría que todos encajaran favorablemente en el sitio activo de la enzima -amilasa, mejor que la acarbosa. El modo de unión de los tres compuestos más activos (3b, 3h y 3j) con la enzima objetivo se analiza a continuación. El compuesto 3b, el inhibidor más potente y eficaz de la enzima -amilasa en la serie probada de isoxazoles basados en flavonoides de trifluorometilación, exhibió una excelente energía de unión de -9,6 kcal/mol. Además, el modo de unión de 3b sugiere que está implicado en 16 interacciones no covalentes con 10 aminoácidos (Tabla 2). Completamente, el resto 3-(3-(4-fluorofenil)isoxazol-5-il)metoxilo forma dos enlaces halógenos (flúor) con el ASP-206, un Pi –Pi enlace en forma de T con el TYR-82, un enlace Pi–catión con el HIS-80, Molecules 2021, 26, 5214 8 of 18 dos enlaces de hidrógeno convencionales con ARG{{71 }}, y un anión Pi y un enlace carbono-hidrógeno con el residuo ASP-340. Además, el grupo trifluorometilo unido a C-40 del esqueleto flavonoide participa en la unión de hidrógeno convencional con GLY-167 y dos enlaces alquilo con LEU-166 y LEU-173 amino ácidos. Por otro lado, el esqueleto flflavonoide interactúa a través de un enlace aniónico Pi con ASP-340, un enlace de hidrógeno convencional con GLN-35 y un enlace alquilo Pi y dos enlaces apilados Pi-Pi con TYR{ {80}} (Figura 1).
Figura 1. El compuesto 3b encaja en el bolsillo de unión hidrófobo de ABC en PDB: 7TAA.
Además, el compuesto 3h exhibió una interesante energía de unión de -9,3 kcal/mol. Su modo de unión muestra que está involucrado en 15 interacciones no covalentes con 10 residuos (Tabla 2). En consecuencia, la información molecular del análisis de acoplamiento sugiere que el resto 3-(3-(4- metoxifenil)isoxazol-5-il)metoxilo forma dos enlaces carbono-hidrógeno con GLU{{12 }}, un enlace Pi-Pi en forma de T con TYR-82, dos enlaces de hidrógeno convencionales con ARG-344, un enlace carbono-hidrógeno con HIS-80 y un enlace Pi-anión con el residuo ASP-340. Además, el grupo trifluorometilo está involucrado en un enlace de hidrógeno convencional con GLY-167 y dos interacciones de alquilo con los aminoácidos LEU-166 y LEU-173. Además, el esqueleto flflavonoide está involucrado en un enlace de hidrógeno convencional con GLN-35, un enlace aniónico Pi con ASP-340, dos enlaces apilados Pi-Pi y un enlace alquilo Pi con TYR{ {24}} (Figura 2)
Por otro lado, el compuesto 3j exhibió una energía de unión significativa de -9,2 kcal/mol. Su modo de unión muestra que está implicado en 16 interacciones no covalentes con 13 aminoácidos (Tabla 2). Por lo tanto, un análisis en profundidad del acoplamiento molecular sugiere que el resto 3-(3-(4-butoxi-3-clorofenil)isoxazol-5-il)metoxilo forma dos enlaces de hidrógeno con ARG-344, tres enlaces Pi-alquilo con TYR-82, HIS-210 y HIS-296, una interacción alquilo con LEU-232, un enlace carbono-hidrógeno con el residuo GLU-230, un enlace aniónico Pi con ASP-340 y un enlace catiónico Pi con HIS-80. Además, el grupo trifluorometilo unido al anillo aromático B del esqueleto flflavonoide está involucrado en un enlace de hidrógeno convencional con GLY-167 y dos interacciones alquilo con los residuos LEU-166 y LEU-173. Además, el esqueleto flflavonoide está involucrado en un enlace de hidrógeno convencional con GLN-35 y un Pi-alquilo y dos enlaces apilados Pi-Pi con el aminoácido TYR-75 (Figura 3). En la enzima amilasa de Aspergillus oryzae (PDB: 7TAA), el nucleófilo y los residuos ácido/base catalíticos, que son responsables de la escisión de los enlaces glucosídicos, son los aminoácidos ASP-206 y GLU-230 , respectivamente [5]. Por lo tanto, las interacciones entre la proteína y el ligando, principalmente a través de los residuos GLU-230 y ASP-206, son la mejor manera de bloquear la escisión de los enlaces glucosídicos. De hecho, la baja energía de unión, la posición de unión correcta, la capacidad de interactuar con residuos clave de la escisión glucosídica (GLU-230 y ASP-206), y un gran número de interacciones en el bolsillo activo de la enzima diana (Tabla 2) puede explicar la fuerte eficacia inhibidora de -amilasa establecida por la mayoría de los compuestos.
Figura 3. El compuesto 3j encaja en el bolsillo de unión hidrófobo de ABC en PDB: 7TAA
3. Materiales y Métodos
3.1. Experimentales GeneralesProcedimientos Todos los disolventes usados se destilaron recientemente antes de su uso. Todas las reacciones químicas se monitorearon utilizando placas de TLC comerciales (gel de sílice 60, F254, SDS). Se utilizó un aparato Büchi 510 para determinar los puntos de fusión. Todos los espectros de RMN 1H (300 MHz), DEPT 135 y RMN 13C (75 MHz) se registraron en cloroformo deuterado y dimetilsulfóxido-d6 con un espectrómetro Bruker AC-300. Todos los cambios químicos (δ) se informaron en partes por millón (ppm), las constantes de acoplamiento (J) se dieron en hercios (Hz) y la resonancia residual del solvente no deuterado se usó como referencia interna. Los espectros DCI-HRMS se ejecutaron en aWaters GCT 1er en el modo de iones positivos. Los espectros ESI-HRMS se registraron con ESI-TOF (Waters LCT, Markham, Ontario, Canadá) en el modo de iones positivos utilizando el modo de reflectrón.
4. Conclusiones
Los 15 isoxazoles basados en flavonoides de trifluorometilación recién sintetizados (3a–m) se evaluaron in vitro por su actividad inhibidora de la -amilasa y se observaron resultados considerables. Los cicloaductos 3b, 3h, 3j y 3m exhibieron una eficacia y potencia comparables a las de la acarbosa utilizada como sustancia estándar para inhibir la enzima -amilasa. Además, el análisis de la relación estructura-actividad reveló que los derivados halogenados y alcoxilados fueron los compuestos más activos. De acuerdo con el análisis de silicodocking, los isoxazoles basados en flavonoides de trifluorometilación mostraron una baja energía de unión, una gran cantidad de interacciones y la posición de unión correcta en el bolsillo activo de la enzima objetivo. La mayoría interactuó con el nucleófilo y los residuos ácido/base catalíticos (GLU-230 y ASP-206), lo que puede explicar su eficacia y potencia para inhibir la actividad enzimática de -amilasa. Las prometedoras actividades mostradas por los compuestos híbridos sintetizados fomentan su participación como candidatos para el descubrimiento de nuevos agentes antidiabéticos y antiobesidad. Sin embargo, los estudios muy profundos y los factores de seguridad deben tener en cuenta los riesgos asociados con la novedad del principio activo, la toxicidad, la estabilidad y la solubilidad en el medio acuoso, y las características farmacodinámicas, incluida la fiabilidad con la que se pueden controlar los efectos secundarios. en humanos antes de que se desarrollen efectos potencialmente graves/irreversibles. Materiales complementarios: Los siguientes están disponibles en línea, Espectros de RMN de los compuestos sintetizados (1, 2 y 3a-m), Tabla S1: Las curvas de concentración-respuesta utilizadas para calcular los valores de IC50. Contribuciones de los autores: Conceptualización FKA e IS; metodología, HBJ; software, IS y H.NA; validación, FKA y AC; análisis formal, MRE; investigación, FKA e IS; recursos, BYA; curación de datos, FKA e IS; redacción—preparación del borrador original, FKA e IS; redacción—revisión y edición, HBJ; visualización, FKA y BYA; supervisión, HBJ; administración de proyectos, FKA y HBJ; adquisición de fondos, FKA Todos los autores han leído y están de acuerdo con la versión publicada del manuscrito. Financiamiento: Esta investigación no recibió financiamiento externo. Declaración de la Junta de Revisión Institucional: No corresponde. Declaración de consentimiento informado: No corresponde. Declaración de disponibilidad de datos: No corresponde. Universidad por financiar este trabajo a través del Grupo de Investigación. RG-21-09-69.Conflictos de interés: los autores declaran no tener ningún conflicto de interés.Disponibilidad de muestras: los autores no proporcionan muestras de los compuestos.
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