?
Анализ in silico вероятных зависимостей «структура-активность» этанола
Введение. Активная интеграция стремительно развивающихся омиксных и компьютерных технологий в XXI веке позволяет осуществить прорыв в понимании принципов функционирования живых систем. Одним из динамично развивающихся интегративных направлений в биологии является биологическое моделирование. Фундаментальной парадигмой стала методология, позволяющая спрогнозировать биологическую активность молекул на основе анализа их структуры Structure-Activity Relationship (SAR).
Цель работы - предсказать in silico возможность участия этанола в параметаболических взаимодействиях, что актуально для углублённого исследования его биологической активности на молекулярном уровне.
Материал и методы. Объект исследования - малая молекула этанол, которая является активным и незаменимым участником основного обмена веществ и в целом участвует в поддержании гомеостаза в организме. Для более глубокого и детального понимания биологических процессов использована программа Prediction of Activity Spectra for Substances (PASS), которая позволяет исследовать структуру, конформационные свойства и динамику взаимодействий биомолекул. Разбор прогноза происходит на основе вероятностей наличия ( Pa ) или отсутствия ( Pi ) каждого вида биологической активности с расчётными количественными оценками от 0 до 1.
Результаты. Результаты прогноза указывают, что этанол может проявлять такие фармакологические эффекты, как гематотропный ( Ра= 0,886), противовирусный ( Ра= 0,776), мембранотропный ( Ра= 0,775), антигипоксический ( Ра= 0,744) и многие другие. Прогноз показывает, что этанол оказывает влияние на метаболизм углеводов, липидов и белков, по числу проявлений биологической активности наиболее существенно влияет на углеводный обмен. Со значимой вероятностью проявления он ингибирует активность транскетолазы ( Ра= 0,743), пируватдекарбоксилазы ( Ра= 0,705), малатдегидрогеназы ( Ра= 0,643). Этанол может модулировать активность ферментов, локализованных в мембране клеток - фосфатидатфосфатазы ( Ра= 0,852), этаноламинфосфаттрансферазы ( Ра= 0,701), Н/К-АТФазы ( Ра= 0,703). Вероятные молекулярные механизмы действия этанола - быть стимулятором высвобождения серотонина ( Ра= 0,641) и гистамина ( Ра= 0,563).
Выводы. Этанол - это малая молекула исключительно простой химической структуры, которая может проявлять многообразные фармакологические эффекты и молекулярные механизмы действия, такие как ингибитор/активатор активности ферментов, стимулятор высвобождения нейромедиаторов и другие виды активности. Для некоторых видов биологической активности этанола есть экспериментальное подтверждение, некоторые виды биологической активности требуют подтверждения или опровержения в эксперименте, но, безусловно, это создает предпосылки для дальнейшего изучения этанол-опосредованного действия на биологические объекты.