Теоретическое исследование возможности образования комплексов L-триптофана с тиотриазолином

L. I. Kucherenko, I. A. Mazur, S. A. Borsuk, O. V. Khromylova, S. V. Shishkina

Аннотация


Для совместного применения L-триптофана с тиотриазолином необходимо решить вопрос о возможности образования достаточно устойчивых межмолекулярных комплексов этих соединений. Поэтому представлялось интересным рассмотреть возможную структуру и энергетические характеристики комплексов, образованных L-триптофаном, 3-метил-1,2,4-триазолил-5-тиоацетатом (МТТА) и морфолином, с целью создания лекарственной формы.

Цель работы – методами квантовой химии исследовать строение и оценить энергию образования трехкомпонентных комплексов L-триптофана, 3-метил-1,2,4-триазолил-5-тиоацетата и морфолина и изучить возможность использования данных веществ в одной лекарственной форме.

Материалы и методы. Объектом исследования являлись тиотриазолин и L-триптофан. Исходное приближение к геометрии комплексов получено с помощью программы AutoDock Vina. Для построения трехкомпонентных комплексов на первом этапе проводился докинг МТТА и морфолина, по результатам которого отобрано 50 наиболее стабильных комплексов. Далее проведен докинг полученных комплексов МСТА и морфолина с молекулой L-триптофана, по результатам которого также отобраны 50 наиболее стабильных комплексов. Таким образом, для каждого из трехкомпонентных комплексов получено 2500 возможных вариантов геометрии.

Результаты. Квантово-химические расчеты показывают, что L-триптофан и тиотриазолин способны образовывать трехкомпонентные комплексы, молекулы в которых связаны за счет множественных водородных связей.

Только в одном комплексе каждая из молекул связана межмолекулярными водородными связями с двумя другими. Все остальные комплексы содержат компоненты, связанные последовательно: морфолин–МТТА–триптофан.

Проведенные квантово-химические расчеты позволяют предположить, что изученные комплексы термодинамически нестабильны в бесконечно разбавленном растворе. Энергии образования комплексов положительные, несмотря на зарядовое усиление ряда межмолекулярных водородных связей, что обусловлено высокой конформационной гибкостью молекул.

Выводы. Проведенное квантово-химическое исследование системы, состоящей из трех компонентов (L-триптофан, МТТА и морфолин), показало, что самые термодинамически стабильные трехкомпонентные комплексы имеют положительную энергию образования в бесконечно разбавленных растворах.

Несмотря на возможность образования между компонентами межмолекулярных водородных связей, часть из которых является зарядово-усиленными, система L-триптофан – МТТА – морфолин представляет собой скорее смесь веществ, что позволяет использовать их в одной лекарственной форме.


Ключевые слова


L-триптофан; тиотриазолин; квантово-химические расчеты; энергия образования комплексов; комбинированные препараты

Полный текст:

PDF (English)

Литература


Gbiadoni, L., Donald A. E., Cropley, M., Mullen, M. J., Oakley, G., Taylor, M., et al. (2000) Mental stress induces transient endothelial dysfunction in humans. Circulation, 102, 2473–2478.

Kucherenko, L. I., Borsuk, S. O., Bielenichev I. F., et al. (patentee) (2016) Patent 112513, Ukraine, МПК (2016), А61К 31/405 (2006.01) А61К 31/41 (2006.01) А61 Р 25/00 А61Р 25/28 (2006.01). Kombinovanyi likarskyi zasib anksiolitychnoi, stres-protektyvnoi, nootropnoi i antyoksydantnoi dii [Combination drug of anxiolytic, stress-protective, nootropic and antioxidant action]. Biulenen, 12. [in Ukrainian].

Mazur, I. A., Voloshin, N. A., Chekman, I. S., Zimenkovskij, B. S., & Stec, V. P. (2005) Tiotriazolin [Thiotriazoline]. Zaporozhye, Lvov: Nautilus. [in Russian].

Zubatiuk, R. I., Kucherenko, L. I., Mazur, I. A., Khromyleva, O. V., & Shyshkin, O. V. (2014) Teoreticheskoe issledovanie stroeniya kompleksov izoniazida s tiotriazolinom [Theoretical study of the structure of complexes with isoniazid Thiotriazoline]. Khimiya geterociklicheskikh soedinenij, 3, 476–482. [in Russian].

Trott, O., & Olson, A. J. (2010) Software news and update AutoDock Vina: Improving the speed and accuracy of docking with a new scoring function, efficient optimization, and multithreading. J. Comput. Chem., 31, 455–461. doi: 10.1002/jcc.21334

Stewart, J. J. P. MOPAC2012, Colorado Springs, CO: Stewart Computational Chemistry, 2012.

Grimme, S., Ehrlich, S., & Goerigk, L. (2011) Effect of the damping function in dispersion corrected density functional theory. J. Comput. Chem, 32, 1456–1465. doi: 10.1002/jcc.21759

Kruse, H., & Grimme, S. (2012) A geometrical correction for the inter- and intra-molecular basis set superposition error in Hartree-Fock and density functional theory calculations for large systems. J. Chem. Phys, 136, 154101. doi: 10.1063/1.3700154

Neese, F. (2012) The ORCA program system. Rev. Comput. Mol. Sci, 2, 73–78.

Shishkina, S. V., Zubatyuk, R. I., Kucherenko, L. I., Mazur, I. A., & Shishkin, O. V. (2009) Two polymorphs of morpholin-4-ium 2-(5-methyl-1H-1,2,4-triazol-3-ylsulfanyl)acetate. Acta Crystallographica Section, 65(Pt 1):o24-6. doi: 10.1107/S0108270108042042




DOI: https://doi.org/10.14739/2310-1210.2018.1.122127

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Запорожский медицинский журнал   Лицензия Creative Commons
Запорожский государственный медицинский университет