In silico дослідження потенційних інгібіторів пептиддеформілази бактеріального походження серед 4-((фуран-2-ілметил)аміно)-3,5-диметил-1-(2-арил-2-оксоетил)-1,2,4-тріазолій бромідів

Abstract

Мета роботи – оцінювання потенційної антимікробної активності 4-((фуран-2-ілметил)аміно)-3,5-диметил-1-(2-арил-2-оксоетил)- 1,2,4-тріазолій бромідів шляхом молекулярного докінгу до пептидної деформілази (PDF) Escherichia coli та Staphylococcus aureus (PDF). Матеріали і методи. Тривимірні структури лігандів змодельовано за допомогою програмного забезпечення ChemSketch, а кристалічні структури ферменту PDF одержано з бази Protein Data Bank: для Escherichia coli використано ізоформу EcPDF (PDB ID: 1BSK), а для Staphylococcus aureus – ізоформу SaPDF (PDB ID: 1LQW). Докінг здійснено за допомогою AutoDock Vina; аналіз типів міжмолекулярних взаємодій виконано у Discovery Studio Visualizer. Показник ефективності зв’язування – мінімальне значення енергії комплексоутворення (Emin), що відображає стабільність комплексу «ліганд – фермент». Результати. Встановлено, що нітрозаміщені сполуки характеризуються найвищою спорідненістю до активного центру обох ферментів. Зокрема, для орто-нітропохідної значення Emin становило -7,5 ккал/моль у комплексі з E. coli PDF та -7,9 ккал/моль – з S. aureus PDF, що перевищує ефективність стандартного інгібітора актіноніну (Emin = -6,7 ккал/моль). Гідроксизаміщені похідні мали помірну активність, а введення до арильного фрагмента метоксизамісника знижувало спорідненість лігандів до ферменту. The aim of this study was to evaluate the potential antimicrobial activity of 4-((furan-2-ylmethyl)amino)-3,5-dimethyl-1-(2-aryl-2-oxoethyl)- 1,2,4-triazolium bromides using molecular docking to the peptide deformylase (PDF) of Escherichia coli and Staphylococcus aureus. Materials and methods. The three-dimensional structures of the ligands were modeled using ChemSketch software, while the crystallographic structures of the peptide deformylase (PDF) enzyme were obtained from the Protein Data Bank: the Escherichia coli isoform (EcPDF, PDB ID: 1BSK) and the Staphylococcus aureus isoform (SaPDF, PDB ID: 1LQW) were used. Molecular docking was performed using AutoDock Vina, and the types of intermolecular interactions were analyzed with Discovery Studio Visualizer. The minimum binding energy (Emin), reflecting the stability of the “ligand – enzyme” complex, was used as an indicator of binding efficiency. Results. Nitro-substituted compounds exhibited the highest affinity towards the active sites of both enzymes. In particular, the ortho-nitro derivative showed Emin values of -7.5 kcal/mol for the E. coli PDF complex and -7.9 kcal/mol for the S. aureus PDF complex, surpassing the activity of the standard inhibitor actinonin (Emin = -6.7 kcal/mol). Hydroxy-substituted derivatives demonstrated moderate activity, whereas the introduction of a methoxy group into the aryl fragment decreased the affinity of the ligands toward the enzyme.