Page 969 - 59. КОНГРЕС СТУДЕНАТА БИОМЕДИЦИНСКИХ НАУКА СРБИЈЕ СА ИНТЕРНАЦИОНАЛНИМ УЧЕШЋЕМ

59. КОНГРЕС СТУДЕНАТА БИОМЕДИЦИНСКИХ НАУКА СРБИЈЕ 26-30.
СА ИНТЕРНАЦИОНАЛНИМ УЧЕШЋЕМ Април

СУЛФОНАМИДНИ ИНХИБИТОРИ КАРБОАНХИДРАЗЕ I: IN SILICO АНАЛИЗА ПИКОЛИНСКИХ ДЕРИВАТА АРОМАТИЧНИХ И
ХЕТЕРОЦИКЛИЧНИХ СУЛФОНАМИДА

Аутор: Александра Петровић, Марија Савић, Кристина Петковски
e-mail: aleksandra.petrovic.iii6@gmail.com
Ментор: асист. др Будимир С. Илић, доц. др Христина С. Чоловић
Катедра Фармација, Медицински факултет Универзитета у Нишу

Увод: Карбоанхидраза I (CA I) је металоензим цинка који катализује процес реверзибилне хидратације угљендиоксида до
бикарбонатног јона и учествује у одржавању pH хомеостазе различитих ткива и флуида.
Циљ: Циљ ове студије је био да се применом QSAR модела одреде најважнији структурни дескриптори који утичу на CA I
инхибиторну активност. Молекуларним докингом покушао се објаснити механизам CA I инхибиторног дејства
најпотентнијих једињења пиколинских деривата ароматичних и хетероцикличних сулфонамида.
Материјал и методе: Да би се испитала активност пиколинских деривата као инхибитора карбоанхидразе I, примењена су
три методолошка приступа: (1) 2D-QSAR моделовање, (2) 3D-QSAR моделовањe и (3) молекуларни докинг.
Резултати: У овој студији, сет од 41 сулфонамида са експериментално одређеним pKi вредностима, је коришћен за 2D и 3D
QSAR анализу инхибиције карбоанхидразе I. QSAR модел је развијен коришћењем тренирајућег сета од 32 једињења а на
основу PaDEL дескриптора. Модел је потврђен на основу експерименталних pKi вредности валидационог сета од 9
једињења. Валидација је спроведена упоређујући статистику експерименталних pKi вредности са предвиђеним 2D/3D-QSAR
2
2
2
2
2
моделом. Најбољи 2D-QSAR модел са R (0,9107), Q (0,8779) и R pred (0,9602) и 3D-QSAR модел са R (0,8196) , Q (0,7535) и
2
R pred (0,9526) се користио да би се предвидела активност одабраних сулфонамида. Одабрани 2D (ZM1, CIC1, VE2_B(m),
VE3sign_B(i), ATS5i) и 3D (G1, TDB05v, Mor22p, P2m, R8u) дескриптори имају значај у објашњењу и предвиђању биолошких и
фармаколошких особина молекула. Интеракције као и афинитети везивања најпотентнијих сулфонамида за CA I ензим,
методом молекуларног докинга, су упоређивани са стандардним инхибитором дорзоламидом.
Закључак: Ова студија пружа корисне информације за креирање снажнијих и селективнијих CA I инхибитора за лечење
глаукома и исхемичне кардиомиопатије.
Кључне речи: 2D-QSAR; 3D-QSAR; дескриптори; сулфонамиди; карбоанхидраза I; молекуларни докинг

SULFONAMIDE INHIBITORS OF CARBOANHYDRASE I: IN SILICO ANALYSIS OF PICOLINE DERIVATIVES OF AROMATIC AND
HETEROCYCLIC SULFONAMIDES

Аuthor: Aleksandra Petrovic, Marija Savic, Kristina Petkovski
e-mail: aleksandra.petrovic.iii6@gmail.com
Mentor: TA Budimir S. Ilic, Assist. Prof. Hristina S. Colovic
Department of Pharmacy, Faculty of Medicine University of Nis

Introduction: Carbonic anhydrase I (CA I) is a zinc metaloenzyme that catalyses the process of reversible hydration of carbon
dioxide to bicarbonate ion and takes part in the maintenance of pH homeostasis in various tissues and fluids.
The Aim: The aim of this study was to determine the most important structural descriptors that affect the CA I inhibitory activity
using the QSAR model. Furthermore, to elucidate selective inhibition mechanism of picoline derivatives bearing sulfonamide
moiety, the molecular docking was performed.
Material and Methods: In order to search novel sulfonamide compounds as putative CA I inhibitors, three computational strategies
were adopted: (1) 2D-QSAR modeling, (2) 3D-QSAR modeling and (3) molecular docking
Results: In this study, a set of 41 sulfonamides with experimentally determined pKi values was used for 2D and 3D QSAR analysis of
carbonic anhydrase I inhibition. The QSAR model was developed by using the training set of 32 compounds, based on PaDEL
2
descriptors. Model was validated by predicting the pKi values for a validation set of 9 compounds. The best 2D-QSAR model with R
2 2 2 2 2
(0.9107), Q (0.8779) and R pred (0.9602) and 3D-QSAR model with R (0.8196) , Q (0.7535) and R pred (0.9526) values were used to
predict the activity of selected sulfonamides. Selected 2D (ZM1, CIC1, VE2_B (m), VE3sign_B (i), ATS5i) and 3D (G1, TDB05v,
Mor22p, P2m, R8u) descriptors had significance to explain and predict the biological and pharmacological properties of examined
molecules. The interactions as well as binding affinities of most potent sulfonamides to CA I enzyme, were compared to standard
inhibitor dorzolamide.
Conclusion: This study provides valuable insight for designing more potent and selective CA I inhibitors for the treatment of
glaucoma and ischemic cardiomyopathy.
Keywords:2D-QSAR; 3D-QSAR; descriptors; sulfonamides; carbonic anhydrase I; molecular docking

Kopaonik, 2018.
963