تثبیت داروی دوکسوروبیسین بر بستر نانو سیستم گرافن اکساید و مطالعه درون رایانه ای (In-Silico) بر آنزیم توپوایزومراز II

فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

دوره 15، شماره 55، اردیبهشت 1403   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.30495/jnm.2024.33626.2046

نویسندگان

محمد کاظم محمدی^{* 1}؛ صدیقه پرگاله بروجنی²؛ نورالدین گودرزیان³؛ ندا حسن زاده⁴

¹گروه شیمی دانشگاه ازاد واحد اهواز

²دانشجوی دکتری واحد اهواز

³گروه شیمی - دانشگاه ازاد شیراز

⁴گروه شیمی - دانشگاه آزاد واحد اهواز

تاریخ دریافت: 12 تیر 1403،  تاریخ بازنگری: 21 شهریور 1403،  تاریخ پذیرش: 26 شهریور 1403 

چکیده

دوکسوروبیسین یکی از درمان‌های دارویی سرطان است. اخیرا، مطالعات متعددی در جهت بهبود عملکرد و دارورسانی هدفمند و تبدیل آن به نانوذره صورت گرفته است. از اهداف این مطالعه، تثبیت داروی دوکسوروبیسین بر بستر نانو سیستم گرافن اکساید و مطالعه درون رایانه ای (in-silico) بر آنزیم توپوایزومراز II بود. به منظور بررسی داروی دوکسوروبیسین بر روی بستر نانوگرافن اکسید، در ابتدا گرافن اکسید مورد استفاده از گرافیت با روش هومرز اصلاح شده و تهیه گردید. پس از آن، بارگذاری داروی دوکسوروبیسین با تابش‌دهی فراصوت بر روی آن انجام و داروی مورد نظر بر بستر گرافن اکسید تثبیت گردید. دوکسوروبیسین هیدروکلرید نیز به عنوان استاندارد به کار برده شد. جهت بررسی خصوصیات داروی تثبیت شده، از آنالیزهای FT-IR، SEM و الگوی پراش اشعه ایکس (XRD) استفاده گردید. م بر اساس طیف‌های SEM و FESEM ، دو نمونه GO و rGO دارای ساختار لایه‌ای یکسان بودند و XRD بدست آمده بیانگر بارگذاری موفقیت‌آمیز دوکسوروبیسین بر روی گرافن اکسید و گرافن اکسید احیا شده بود. با توجه به اهمیت بالای زیست‌سازگاری حامل‌های دارویی، و نیز نتایج مطلوب مطالعه درون رایانه ای بر روی آنزیم توپوایزومراز ۲ ، ارجحیت داروی تثبیت شده دوکسوروبیسین بر بستر نانو سیستم گرافن اکساید، را نسبت به داروی اولیه نشان داد. این ترکیب، می‌تواند به عنوان کاندیدای مناسب جهت بهبود بیماران سرطانی و کنترل بیماری آن‌ها استفاده گردد.

کلیدواژه‌ها

دوکسوروبیسین؛ گرافن اکساید؛ آنزیم توپوایزومراز 2؛ رهایش؛ نانو سیستم

عنوان مقاله [English]

Installation of Doxorubicin drug on graphene oxide nano system and in-silico study on Topoisomerase II enzyme.

نویسندگان [English]

mohammad kazem mohammadi¹؛ Sedigheh pargaleh boroujeni²؛ nooreddin goudarzian³؛ neda hasanzadeh⁴

¹department of chemistry- islamic azad university- ahvaz branch

²department of chemistry- Ahvaz branch- islamic azad university ofAhvaz

³islamic azad university , shiraz branch

⁴isalmic azad university, ahvaz branch

چکیده [English]

In order to investigate the Doxorubicin drug on a graphene oxide substrate, on 10/8/2016, graphene oxide was initially prepared from graphite using the modified Hummers method. After preparing the graphene carrier, loading of the Doxorubicin drug was carried out by ultrasonic irradiation, and ultimately, the desired drug was immobilized on the graphene oxide substrate. Subsequently, various properties of the immobilized drug, such as FT-IR analysis, SEM, and X-ray diffraction pattern, were examined. Furthermore, the present study aimed to investigate the in-silico effects of this drug's activity on macromolecule and topoisomerase 2 enzyme under in-silico conditions, which was conducted through a docking study in this regard to complement the experimental results.
To prepare the relevant substrate, the appropriate graphite was obtained from Sigma-Aldrich company. Additionally, for immobilizing the respective drug, concentrated sulfuric acid with a purity of 98%, sodium nitrate (NaNO3), sodium sulfate (Na2SO4), potassium permanganate (KMnO4), and 30% hydrogen peroxide (H2O2) were used. Doxorubicin hydrochloride drug was also used as the standard for this purpose. Furthermore, Fourier-transform infrared spectroscopy, D8 ADVANCE X-ray diffractometer with CuKɑ radiation, and field emission scanning electron microscopy were used to investigate the relevant properties. Finally, for in-silico docking studies, the composition was performed using Discovery Studio and AutoDock software.
Fifty clusters were considered for the desired combination, among which 40 main clusters had the best energy state of -2.9. Additionally, the values of free energy, internal energy, and entropy at 298.15 Kelvin were as follows:
I

کلیدواژه‌ها [English]

Doxorubicin, Graphene Oxide, Topoisomerase 2 Enzyme, Release, Nano System

مراجع