بررسي بيوانفورماتيكي اثر گياه آويشن باغي در مهار آنزيم آلفا-گلوكوزيداز به‌منظور درمان بيماري ديابت

BIOINFORMATIC STUDIES OF THE EFFECT OF THYMUS VULGARIS ON ALPHA-GLUCOSIDASE ENZYME INHIBITION FOR TREATING DIABETES

مقدمه: مهاركننده‌هاي α-گلوكوزيداز با مداخله در هضم كربوهيدرات‌ها در كنترل بيماري ديابت نقش دارند. Thymus vulgaris يا آويشن باغي گياهي از خانواده‌ي نعناعيان مي‌باشد. اسانس اين گياه داراي فنل‌هايي مثل تيمول، كارواكرول، سيمن، لينا لول، پينن مي‌باشد. هدف از اين مطالعه، بررسي اثر مهار كنندگي مشتقات موجود در عصاره‌ي آويشن باغي بر فعاليت آنزيم α-گلوكوزيداز به روش داكينگ مولكولي مي‌باشد. روش‌ها: در اين مطالعه، براي بررسي نحوه‌ي اتصال تركيبات به جايگاه فعال آنزيم، ترسيم ساختار شيميايي تركيبات، بهينه‌سازي انرژي، مطالعات داكينگ و تجزيه و تحليل‌هاي نهايي به‌ترتيب از نرم‌افزارهايChemDraw ، Hyperchem، AutoDockTools، DS Visualizer و Lig plot استفاده شد. يافته‌ها: تمامي تركيبات مورد مطالعه قادر به اشغال جايگاه فعال آنزيم بودند كه در ميان تمام آنها، بهترين نتايج داكينگ مربوط به تركيب Caryophlla-4-(12), 8(13)-dien-5-β-ol است. در حقيقت اين تركيب داراي منفي‌ترين سطح انرژي اتصال، بالاترين تمايل براي اتصال به آمينواسيدهاي كليدي جايگاه فعال آنزيم و محل برهمكنش مشابه با مولكول كوكريستال است. نتيجه‌گيري: با توجه به اثر بخشي نسبتاً بالاي تركيبات عصاره‌ي گياه در مطالعه‌ي بيوانفورماتيكي، براي بررسي‌هاي تكميلي مي‌توان اثر اين تركيبات گياهي را در شرايط in vitro و in vivo مورد آناليز قرار داد.

Background: Inhibitors of α-glucosidase by interfering with digestion of carbohydrates play a role in controlling diabetes. Thymus vulgaris is an herb belonging to the mint family (lamiaceae). The essence of this plant contain the phenols such as thymol and carvacrol, cymene, linalool, pinene. The aim of this study was to investigate the inhibitory effect of the constituents of the thymus vulgaris extract on the activity of α- glucosidase enzyme by molecular docking. Methods: In this study, to investigate how the compounds are attached to the active site of the enzyme, mapping of chemical structure of the compounds, energy optimization, docking studies and final analysis were carried out by ChemDraw, HyperChem, AutoDock 4.2, DS Visualizer and Lig Pluto software, respectively. Results: All of the studied compounds were able to occupy the active site of the enzyme, among all of them, the best results of docking was related to the combination of Caryophlla-4- (12), 8 (13) -dien-5-β-ol. In fact, this compound has the most negative energy level of connection, the highest affinity for binding to the active site of the enzyme and the interaction site is similar to that of the co-crystal molecule. Conclusion: considering the high efficacy of plant extract compounds in the bioinformatics study, and for complementary studies, the effect of the extract of this plant can be analyzed in order to control the increase of glucose in vitro and in vivo conditions.