Det antibakteriella läkemedlet levofloxacin används för att behandla lunginflammation, bihåleinflammation, genitourinary infektioner och andra sjukdomar. Det finns med i WHO:s modelllista över nödvändiga läkemedel. När det gäller dess kemiska struktur är det en tredje generationens fluorokinolon – ett helt syntetiskt ämne av kinolontypen.
Generation avser olika modifieringar av kinoloner som används inom olika områden. Kinoloner av olika generationer används ofta, men bakterier – till exempel pneumokocker och Staphylococcus aureus – utvecklar resistens mot dem. RUDN University farmaceuter studerade flera derivat av levofloxacin för att hitta potentiella kandidater för nya antibakteriella läkemedel och ta reda på vilka strukturella element som är ansvariga för substansernas biologiska aktivitet.
"En av metoderna för att förbättra läkemedels kinetiska och dynamiska egenskaper är att studera egenskaperna hos de produkter som bildas som ett resultat av deras omvandling," Elena Uspenskaya, doktor i farmaceutiska vetenskaper, professor, docent vid institutionen för farmaceutisk och toxikologisk kemi vid RUDN-universitetet sa.
För experimentet använde forskare den farmaceutiska substansen levofloxacin. För att förutsäga vilken biologisk aktivitet dess derivat kommer att ha, simulerade författarna dem, såväl som molekylära docknings "poser" på en dator (i silico). Totalt fem derivat och själva levofloxacin studerades. Biologisk aktivitet utvärderades med hjälp av 7 olika typer av aktivitet:antibakteriella och antitumöreffekter, hämning av specifika enzymer och så vidare.
Modellering gjorde det möjligt att bestämma vilka strukturella delar av levofloxacin som är ansvariga för dess verkan. Sålunda, utan en karboxylgrupp i kompositionen, reduceras substansens antimikrobiella aktivitet med hälften. Icke-standardiserade åtgärder uppträder - till exempel undertryckande av cytokrom P450-enzymet. För några av de mest lovande ändringarna fick författarna 3D-renderingar. Baserat på dessa resultat kommer det att vara möjligt att söka efter nya läkemedel baserade på levofloxacin.
"In silico-resultaten gjorde det möjligt för oss att upptäcka kvantitativa struktur-aktivitet korrelationer och förutsäga de molekylära mekanismerna för aktivitet. Detta är av tillämpat intresse för riktad läkemedelssökning," Elena Uspenskaya, doktor i farmaceutiska vetenskaper, professor, docent vid institutionen för läkemedel. och toxikologisk kemi vid RUDN-universitetet sa.
Studien är publicerad i tidskriften Scientia Pharmaceutica .
Mer information: Elena V. Uspenskaya et al, In Silico Activity Prediction and Docking Studies of the Binding Mechanisms of Levofloxacin Structure Derivatives to Active Receptor Sites of Bacterial Type IIA Topoisomerases, Scientia Pharmaceutica (2023). DOI:10.3390/scipharm92010001
Tillhandahålls av Scientific Project Lomonosov
