Đánh giá hoạt tính ức chế acetylcholinesterase in silico của hoạt chất từ Thạch tùng vảy (Huperzia squarrosa Forst.)
Các tác giả
DOI: https://doi.org/10.59294/HIUJS2025087Từ khóa:
Huperzia squarrosa, in silico, anti-acetylcholinesteraseTóm tắt
Đặt vấn đề: Huperzia squarrosa (họ Lycopodiaceae) là nguồn hợp chất sinh học có tiềm năng bảo vệ thần kinh, đặc biệt trong tăng cường trí nhớ. Mục tiêu: Nghiên cứu sàng lọc các hợp chất từ Huperzia squarrosa để đánh giá khả năng ức chế AChE, so sánh ái lực liên kết và tương tác phân tử với Donepezil. Phương pháp: Docking phân tử in silico được thực hiện trên 26 hợp chất từ Huperzia squarrosa, phân tích ái lực liên kết và các tương tác (hydrogen, tĩnh điện, kỵ nước) so với donepezil. Kết quả: Lycoposerramine U N-oxide (-10.4 kcal/mol), 8-acetoxyfawcettimine (-10.2 kcal/mol), huperzin U, huperzinine N-oxide, 4-epilycopodine và 8,15-dihydrohuperzine A (-10.1 kcal/mol) đã thể hiện ái lực liên kết mạnh với AChE, dù thấp hơn donepezil (-11.8 kcal/mol). Lycoposerramine U N-oxide tạo liên kết hydrogen với TYR124 (2.58 Å), TRP86 (2.79 Å), π-cation với TYR341 (3.81 Å), và π-σ với TYR337 (3.88 Å). 8-Acetoxyfawcettimine hình thành liên kết hydrogen với GLY121 (2.70 Å), SER203 (2.43 Å) và sáu tương tác π-alkyl (4.1-4.95 Å). Huperzinine N-oxide thể hiện tương tác tĩnh điện với ASP74 (4.28 Å) và năm tương tác kỵ nước (3.68-5.49 Å). Các hợp chất Huperzia nhắm mục tiêu vào các gốc chính TRP86 và TYR337 tương tự như donepezil. Kết luận: Lycoposerramine U N-oxide và 8-acetoxyfawcettimine là các chất ức chế AChE triển vọng, cần nghiên cứu thêm in vitro và in vivo để phát triển liệu pháp Alzheimer.
Abstract
Background: Huperzia squarrosa (Lycopodiaceae) is a valuable source of bioactive compounds with potential neuroprotective effects for memory enhancement. Objectives: This study aimed to screen bioactive compounds from Huperzia squarrosa for AChE inhibitory activity, evaluating their binding affinities and molecular interactions compared to donepezil. Methods: In silico docking screened 26 compounds from Huperzia squarrosa for interactions with AChE, analyzing binding affinities and interaction types (hydrogen bonds, electrostatic, hydrophobic) compared to donepezil. Results: Lycoposerramine U N-oxide (-10.4 kcal/mol), 8-acetoxyfawcettimine (-10.2 kcal/mol), huperzin U, huperzinine N-oxide, 4-epilycopodine, and 8,15-dihydrohuperzine A (-10.1 kcal/mol) showed robust binding affinity against AChE, though less than donepezil (-11.8 kcal/mol). Lycoposerramine U N-oxide formed hydrogen bonds with TYR124 (2.58 Å) and TRP86 (2.79 Å), a π-cation interaction with TYR341 (3.81 Å), and π-σ with TYR337 (3.88 Å). 8-Acetoxyfawcettimine exhibited hydrogen bonds with GLY121 (2.70 Å) and SER203 (2.43 Å), and six π-alkyl interactions (4.1-4.95 Å). Huperzinine N-oxide showed electrostatic interaction with ASP74 (4.28 Å) and five hydrophobic interactions (3.68-5.49 Å). Huperzia compounds targeted key residues TRP86 and TYR337, similar to donepezil. Conclusion: Lycoposerramine U N-oxide and 8-acetoxyfawcettimine are promising AChE inhibitors, warranting further in vitro and in vivo studies for Alzheimer's therapy development.
Tài liệu tham khảo
[1] G. Ezio, “Cholinergic function and Alzheimer's disease,” International journal of geriatric psychiatry, vol. 18(S1), pp. S1-S5, 2003.
DOI: https://doi.org/10.1002/gps.935[2] S. Anukanon, P. Pongpamorn, W. Tiyabhorn, J. Chatwichien, W. Niwetmarin, R.B. Sessions, S. Ruchirawat, N. Thasana, “In Silico-guided rational drug design and semi-synthesis of C(2)-functionalized Huperzine a derivatives as acetylcholinesterase inhibitors,” ACS Omega, vol. 6(30), pp. 19924-19939, 2021.
DOI: https://doi.org/10.1021/acsomega.1c02875[3] Y. Ashani, J.O. Peggins, B.P. Doctor, “Mechanism of inhibition of cholinesterases by huperzine A,” Biochemical and biophysical research communications, vol. 184(2), pp. 719-726, 1992.
DOI: https://doi.org/10.1016/0006-291X(92)90649-6[4] DL. Bai, XC. Tang, XC. He, “Huperzine A, a potential therapeutic agent for treatment of Alzheimer's disease,” Current Medicinal Chemistry, vol. 7(3), pp. 355-374, 2000.
DOI: https://doi.org/10.2174/0929867003375281[5] A.I. Calderón, J. Simithy-Williams, R. Sanchez, A. Espinosa, I. Valdespino, M.P. Gupta, “Lycopodiaceae from Panama: a new source of acetylcholinesterase inhibitors,” Nat Prod Res., vol. 27(4-5), pp. 500-505, 2013.
DOI: https://doi.org/10.1080/14786419.2012.701217[6] B.R. Coleman, R.H. Ratcliffe, S.A. Oguntayo, X. Shi, D.P. Doctor, R.K. Gordon, M.P. Nambiar, “[+]-Huperzine A treatment protects against N-methyl-D-aspartate-induced seizure/status epilepticus in rats,” Chemico-biological interactions, vol. 175(1-3), pp. 387-395, 2008.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.cbi.2008.05.023[7] D.R. Alicia, J.J. Gickas, K.C Dunican, “Role of huperzine a in the treatment of Alzheimer's disease,” Annals of Pharmacotherapy, vol. 43(3), pp. 514-518, 2009.
DOI: https://doi.org/10.1345/aph.1L402[8] E. Saskia, P. Eyer, F. Worek, “Reversible inhibition of acetylcholinesterase by carbamates or huperzine A increases residual activity of the enzyme upon soman challenge,” Toxicology, vol. 233(1-3), pp. 180-186, 2007.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.tox.2006.09.012[9] H.E. Steinunn, J.W. Jaroszewski, E.S. Olafsdottir, “Acetylcholinesterase inhibitory activity of lycopodane-type alkaloids from the Icelandic Lycopodium annotinum ssp. Alpestre,” Phytochemistry, vol. 71(2-3), pp. 149-157, 2010.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.phytochem.2009.10.018[10] B.T. Tung, T.T.T. Hang, N.B. Kim, N.H. Nhung, V.K. Linh, D.K. Thu, “Molecular docking and molecular dynamics approach to identify potential compounds in Huperzia squarrosa for treating Alzheimer's disease,” J Complement Integr Med., vol. 19(4), pp. 955-965, 2022.
DOI: https://doi.org/10.1515/jcim-2021-0462[11] N.N. Chuong, N.T.T. Huong, T.M. Hung, T.C. Luan, “Anti-cholinesterase activity of lycopodium alcaloids from Vietnamese Huperzia squarrosa (Forst.) Trevis,” Molecules, vol. 19(11), pp. 19172-19179, 2014.
DOI: https://doi.org/10.3390/molecules191119172[12] H. Cao, T.T. Chai, X. Wang, M.F.B. Morais-Braga, J.H. Yang, F.C.. Wong, R Wang, H. Yao, J. Cao, L. Cornara, B. Burlando, Y. Wang, J. Xiao, H.D.M. Coutinho, “Phytochemicals from fern species: potential for medicine applications,” Phytochem Rev., vol. 16(3), pp. 379-440, 2017.
DOI: https://doi.org/10.1007/s11101-016-9488-7[13] B.T. Tung, N.T. Hai, D.K. Thu, “Antioxidant and acetylcholinesterase inhibitory activities in vitro of different fraction of Huperzia squarrosa (Forst.) Trevis extract and attenuation of scopolamine-induced cognitive impairment in mice,” J Ethnopharmacol., vol. 198, pp. 24-32, 2017.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.jep.2016.12.037[14] E. C. Pham, B.N.T. Le, A.M. Ngo, L.B. Vong, T.N. Truong, “Symmetrical di-substituted phenylamino-s-triazine derivatives as anticancer agents: in vitro and in silico approach,” RSC Adv., vol. 15(13), pp. 9968-9984, 2025. DOI: 10.1039/d4ra08508f.
DOI: https://doi.org/10.1039/D4RA08508F[15] E. Ca Pham, H.H.L. Hong, “Anticancer activity of phytocompounds of black ginger (Kaempferia parviflora Wall. Ex Baker): In silico approach,” Chemical Physics Impact, vol. 11, p. 100903, 2025. DOI: 10.1016/j.chphi.2025.100903.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.chphi.2025.100903
Tải xuống
Tải xuống: 16
Đã xuất bản
Cách trích dẫn
Số
Chuyên mục
