ﺑﺮرﺳﯽ تأثیر گیاه آویشن باغی در مهار آﻧﺰﯾﻢ اﺳﺘﯿﻞﮐﻮﻟﯿﻦاﺳﺘﺮاز به منظور درمان بیماری آلزایمر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد بیوشیمی، گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم پایه، مؤسسه آموزش عالی نور دانش، میمه، اصفهان، ایران

2 دکترای بیوشیمی، گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم پایه، مؤسسه آموزش عالی نور دانش، میمه، اصفهان، ایران

3 استادیار گروه زیستشناسی ، دانشکده علوم پایه ، مؤسسه آموزش عالی نور دانش ، میمه، اصفهان، ایران

چکیده

زمینه و هدف: بیماری آلزایمر، شایع‌ترین علت زوال عقل در سالمندان است و با از دست دادن حافظه و عملکردهای شناختی، مشخص می‌شود. آنزیم استیل‌کولین‌استراز (ACHE) با هیدرولیز نوروترانسمیتر استیل کولین در سیناپس‌های کولینرژیک مغز، در ختم پیام عصبی، نقش دارد. یکی از روش‌ها برای مهار پیشرفت بیماری آلزایمر، تجویز داروهای مهارکننده آنزیم استیل‌کولین‌استراز به‌خصوص با منشأ گیاهی می‌باشد. ﻫﺪف از اﻳﻦ ﭘﮋوﻫﺶ، ﺑﺮرﺳﻲ بیوانفورماتیکی و به دست آوردن ﻣﻴﺰان ﺧﺎﺻﻴﺖ ﻣﻬﺎرﻛﻨﻨﺪﮔﻲ آﻧﺰﻳﻢ اﺳﺘﻴﻞﻛﻮﻟﻴﻦاﺳﺘﺮاز توسط عصاره آبی- الکلی اندام‌های هوایی گیاه Thymus vulgaris می‌باشد.
مواد و روش‌ها: ابتدا برای به‌دست آوردن نحوه اتصال ترکیبات به جایگاه فعال آنزیم، مطالعات داکینگ به وسیله نرم‌افزار AutoDock 4.2 انجام گرفت، سپس عصاره آبی- الکلی گیاه Thymus vulgaris به منظور بررسی فعالیت مهاری آن بر استیل‌کولین‌استراز، به روش المن در غلظت‌های0/25، 5/0، 1، 2 میلی‌گرم برمیلی‌لیتر مورد سنجش قرار گرفت.
یافته‌ها: مطالعات داکینگ، ترکیبات موجود در عصاره، قادر به اشغال جایگاه فعال آنزیم با سطح انرژی اتصال 4/12- تا Kcal/mol 6/58- بودند. مطابق نتایج آمایشگاهی در غلظت 2 میلی‌گرم بر میلی‌لیتر درصد مهار 46/99 و میزان IC50 برابر 2/03 میلی‌گرم بر میلی‌لیتر بود.
نتیجه‌گیری: نتایج بررسی‌هایin silico  وin vitro  نشان می‌دهد که عصاره این گیاه، حاوی ترکیبات مهارکننده مؤثری می‌باشد و تلاش برای استفاده از این ترکیبات، موضوع مناسبی برای پژوهش‌های آینده با هدف دستیابی به مهارکننده‌های دارای کاربرد دارویی می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

study the effect of thymus vulgaris in inhibiting acetylcholinesterase enzyme in order to treat Alzheimer’s disease

نویسندگان [English]

  • mozhgan naderi kotaki 1
  • azizeh asadzadeh 2
  • fatemeh heidaryan 3
1 MSc of biochemistry,Department of biology, faculty of science, Nour Danesh institute of higher education, Meymeh, Isfahan, Iran
2 PhD of biochemistry, Department of biology, faculty of science, Nour Danesh institute of higher education, Meymeh, Isfahan, Iran
3 Assistant Professor, Department of biology, faculty of science, Nour Danesh institute of higher education, Meymeh, Isfahan, Iran
چکیده [English]

Introduction: Alzheimer’s disease is the most common cause of dementia in the elderly and is characterized by loss of memory and other cognitive functions. The acetylcholinesterase enzyme (ACHE) with hydrolysis of the neurotransmitter acetylcholine in the cholinergic synapses of the brain plays a role in ending the neural message. One of the methods used to control the progression of Alzheimer’s disease is the administration of cholinesterase inhibitors, especially plant- originated medicines. The aim of this study was to study bioinformatics and obtain the level of inhibitory effect of acetylcholinesterase enzyme by hydro-alcoholic extract of aerial organs of Thymus vulgaris.
Materials and Methods: In order to investigate how the compounds are attached to the active site of the enzyme, first, Docking studies were conducted using AutoDock 4.2 software, the hydro-alcoholic extract of Thymus vulgaris was measured at concentrations 2, 1, 0 .5, 0.25 mg/ml in order to determine its inhibitory effect on acetylcholinesterase.
Results: The compounds present in the extract were able to occupy the active site of the enzyme with a binding energy level of -4.12 to -6.58 kcal / mol. According to the laboratory results, concentrations of 2mg/ml were 46.99% and IC50 = 2.03 mg/ml.
Conclusion: The results of in silico and in vitro studies indicate that the extract of this plant contains effective inhibitory compounds, and trying to use these compounds is a suitable topic for future research with the aim of acquiring pharmacologically inhibitors.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Alzheimer’s disease
  • molecular docking
  • Ellman method
  • acetylcholine esterase enzyme
  • Thymus vulgaris
[1]. Osborn LM, Kamphuis W, Wadman WJ, Hol EM. Astrogliosis: an integral player in the pathogenesis of Alzheimer's disease. Progress in Neurobiology. 2016;144:121-41 .
[2]. Soreq H, Seidman S. Acetylcholinesterase—new roles for an old actor. Nature Reviews Neuroscience. 2001;2(4):294.
[3]. Rochais C, Lecoutey Cd, Gaven F, Giannoni P, Hamidouche K, Hedou D, et al. Novel multitarget-directed ligands (MTDLs) with acetylcholinesterase (AChE) inhibitory and serotonergic subtype 4 receptor (5-HT4R) agonist activities as potential agents against Alzheimer’s disease: the design of donecopride. Journal of medicinal chemistry. 2015;58(7):3172-87 .
[4]. Santillo MF, Liu Y. A fluorescence assay for measuring acetylcholinesterase activity in rat blood and a human  neuroblastoma cell line (SH-SY5Y). Journal of pharmacological and toxicological methods. 2015;76:15-22 .
[5]. Hosseinzadeh S, Jafarikukhdan A, Hosseini A, Armand R. The application of medicinal plants in traditional and modern medicine: a review of Thymus vulgaris. International Journal of Clinical Medicine. 2015;6(09):635-42 .
[6]. Fournomiti M, Kimbaris A, Mantzourani I, Plessas S, Theodoridou I, Papaemmanouil V, et al. Antimicrobial activity of essential oils of cultivated oregano (Origanum vulgare), sage (Salvia officinalis), and thyme (Thymus vulgaris) against clinical isolates of Escherichia coli, Klebsiella oxytoca, and Klebsiella pneumoniae. Microbial ecology in health and disease. 2015;26(1):23289 .
[7]. Nemati Z, Barzegar R, Khosravinezhad M, Talebi E, Safaei HR. Chemical composition and antioxidant activity of Shirazi Thymus vulgaris essential oil. Advanced Herbal Medicine. 2017;3(2):26-32 .
[8]. Asadzadeh A, Fassihi A, Yaghmaei P, Pourfarzam M. Docking studies of some novel kojic acid derivatives as possible tyrosinase inhibitors. Biomedical and Pharmacology Journal. 2015;8(2):535-45 .
[9]. Asadzadeh A, Fassihi A, Yaghmaei P, Pourfarzam M. In silico approach for designing potent inhibitors against tyrosinase. Biotech Res Asia. 2015;12 .
[10]. Asadzadeh A, Sirous H, Pourfarzam M, Yaghmaei P, Afshin F. In vitro and in silico studies of the inhibitory effects of some novel kojic acid derivatives on tyrosinase enzyme. Iranian journal of basic medical sciences. 2016;19(2):132 .
[11]. Komaki A, Hoseini F, Shahidi S, Baharlouei N. Study of the effect of extract of Thymus vulgaris on anxiety in male rats. Journal of traditional and complementary medicine. 2016;6(3):257-61 .
[12]. Esmaeili S, Ara L, Hajimehdipoor H, Kolivand H, Mohammadi Motamed S. Acetylcholinesterase inhibitory effects of some plants from Rosaceae. RJP. 2015;2(4):33-7 .
[13]. Dewanjee S, Gangopadhyay M, Bhattacharya N, Khanra R, Dua TK. Bioautography and its scope in the field of natural product chemistry. Journal of Pharmaceutical Analysis.
2015;5(2):75-84 .
[14]. Tabet N. Acetylcholinesterase inhibitors for Alzheimer’s disease: anti-inflammatories in acetylcholine clothing! Age and ageing. 2006;35(4):336-8 .
[15]. Qiang W, Yau W-M, Lu J-X, Collinge J, Tycko R. Structural variation in amyloid-β fibrils from Alzheimer's disease clinical subtypes. Nature. 2017;541(7636):217 .
[16]. GHARIB NMK. Effect of Zataria multiflora Boiss leaf hydroalcoholic extract on rat ileum. 2003 .
[17]. Luo W, Yu Q-s, Kulkarni SS, Parrish DA, Holloway HW, Tweedie D, et al. Inhibition of human acetyl-and butyrylcholinesterase by novel carbamates of (−)-and (+)tetrahydrofurobenzofuran and methanobenzodioxepine. Journal of medicinal chemistry. 2006;49(7):2174-85 .
[18]. Fang J, Wu P, Yang R, Gao L, Li C, Wang D, et al. Inhibition of acetylcholinesterase by two genistein derivatives: kinetic analysis, molecular docking and molecular dynamics simulation. Acta Pharmaceutica Sinica B. 2014;4(6):430-7 . [19]. Anand P, Singh B, Singh N. A review on coumarins as acetylcholinesterase inhibitors for Alzheimer’s disease.
[20]. Bioorganic & medicinal chemistry. 2012;20(3):1175-80.
[21]. Cao Y, Himmeldirk KB, Qian Y, Ren Y, Malki A, Chen X. Biological and biomedical functions of penta-O-galloyl-Dglucose and its derivatives. Journal of natural medicines. 2014;68(3):465-72.
[22]. Hosseini SA, Moghimi A, Iman M. Design and Docking Study of Novel Oximes as Reactivators of Inhibited Acetylcholinesterase with Nerve Agents. Journal Mil Med. 2018;20(2):170-80.
[23]. Asthana S, Raffaele KC, Berardi A, Greig NH, Haxby JV, Schapiro MB, et al. Treatment of Alzheimer disease by continuous intravenous infusion of physostigmine. Alzheimer disease and associated disorders. 1995.
[24]. Ismaili L, Refouvelet B, Benchekroun M, Brogi S, Brindisi M, Gemma S, et al. Multitarget compounds bearing tacrine-and donepezil-like structural and functional motifs for the potential treatment of Alzheimer's disease. Progress in neurobiology. 2017;151:4-34.
[25]. Khonakdari MR, Mirjalili MH, Gholipour A, Rezadoost H, Farimani MM. Quantification of galantamine in Narcissus tazetta and Galanthus nivalis (Amaryllidaceae) populations growing wild in Iran. Plant Genetic Resources. 2018;16(2):18892.
[26]. Williams RJ, Spencer JP, Rice-Evans C. Flavonoids: antioxidants or signalling molecules? Free radical biology and medicine. 2004;36(7):838-49.
[27]. Nabavi SM, Marchese A, Izadi M, Curti V, Daglia M, Nabavi SF. Plants belonging to the genus Thymus as antibacterial agents: From farm to pharmacy. Food chemistry. 2015;173:33947.
دوره 27، شماره 5
آذر و دی 1399
صفحه 594-602
  • تاریخ دریافت: 26 فروردین 1398
  • تاریخ بازنگری: 30 اردیبهشت 1398
  • تاریخ پذیرش: 30 اردیبهشت 1398
  • تاریخ اولین انتشار: 01 دی 1399