Skip to main content
SUPERVISOR
Hassan Hadadzadeh,Hossein Farrokhpour,Fatemah Abyar firouzabady
حسن حداد زاده (استاد مشاور) حسین فرخ پور (استاد راهنما) فاطمه آبیارفیروزآبادی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Asma Hematiha
اسماء همتی هانجف آبادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

The effect of the kind of central metal and its oxidation number on the interaction of meloxicam octahedral complex with G-quadruplex DNA
Guanine quadruplex DNA (G-quadruplex DNA) is a kind of secondary structure of DNA that formed at the bottom of chromosome (telomere). owadays, the different G-quadruplex DNAs are used as novel targets for the design and development of anticancer drugs (organic and inorganic compounds). Meloxicam, as a nonsteroidal anti-inflammatory drug (NSAID), has anticancer activity and recently has been used as a ligand in metal complexes. It has been shown that the functionality and the interaction of meloxicam with targets improve when it is used as a ligand in the structure of metal complexes. The main aim of this thesis is to investigate the effect of central metal (the kind of atom and its oxidation number) on the interaction of the metal complexes, containing meloxicam as a ligand, with the G-quadruplex DNA. For this purpose, the octahedral complexes trans -[M(Hmel) 2 (EtOH) 2 ] (M= Cr 2+ , Cr 3+ , Mn 2+ , Mn 3+ , Fe 2+ , Fe 3+ , Co 2+ , Co 3+ , Ni 2+ , Ni 4+ , Cu 2+ , Cu 4+ , Zn 2+ , Mo 4+ , Ru 2+ , Ru 3+ , Rh 2+ , Rh 3+ , Pd 4+ , Os 2+ , Os 3+ , Ir 2+ , Ir 3+ , Pt 4+ ), which have two mono-anionic meloxicam molecule in their equatorial positions were selected. Two different computational techniques including molecular docking and ONIOM were used for calculating the interaction of complexes with G-quadruplex. The docking calculations were performed on ten complexes containing metal atoms with +2 and +3 oxidation numbers It is observed that the calculated free binding energies of the complexes with the different metal atoms and the same oxidation number are nearly equal to each other. Also, the docking calculations show that the oxidation number of central atom has significant effect on the increase of the interaction energy. For more accurate investigation, the calculations were performed in the ONIOM scheme in two different ways: (a) The complex and DNA were considered in the high and low layers, respectively and the interaction energy between complex and DNA was calculated using molecular mechanics (b) the complex and a part of DNA, which has the dominant interaction with the complex, were considered in the high layer and the rest of DNA was i in low layer, respectively. In this case, the interaction of the complex and DNA was calculated using quantum mechanics. In both ways, the structure of complex was flexible while, the structure of DNA was rigid. The calculated interaction energies show the same result similar to the docking calculations.
DNA چهاررشته ای ساختار ثانویه غیر متعارفی از DNA است که در قسمت انتهایی کروموزوم که تلومر نام دارد، تشکیل می شود. شناسایی این ساختار و پیشرفت آن به عنوان هدف درمانی برای داروهای ضد سرطان در سال های اخیر ، باعث طراحی داروهای متنوع برای برهمکنش با DNA چهاررشته ای به منظور درمان سرطان شده است. تا به حال دو گروه عمده داروها که شامل ترکیبات آلی و ترکیبات معدنی هستند برای این بررسی ها استفاده شده اند که دارای اثرگذاری متفاوتی هستند. ملوکسیکام به عنوان یک داروی ضد التهاب غیراستروئیدی دارای فعالیت ضد سرطانی است و در گروه داروهای با ترکیبات آلی قرار دارد. طبق تحقیقات پزشکی اخیر، استفاده از فلزات برای تشکیل کمپلکس های دارویی باعث عملکرد بهتر داروها می شود و برهمکنش قوی تری بین داروها و زیست مولکول ها نشان می دهد. در همین راستا، این پایان نامه با هدف بررسی تاثیر فلز مرکزی در برهمکنش کمپلکس های فلزی با DNA چهاررشته ای انجام شد. به این منظور، کمپلکس های فلزی هشت وجهی که بر پایه لیگاند دارویی ملوکسیکام( trans -[M(Hmel) 2 (EtOH) 2 ]) و انواع مختلفی از فلزات واسطه جدول تناوبی بودند برای برهمکنش با DNA چهاررشته ای انتخاب شدند به صورتی که تنها تفاوت این کمپلکس ها در فلز مرکزی آن ها بوده و دیگر ویژگی های ساختاری آن ها کاملا مشابه است. برای بررسی نوع و میزان برهمکنش از دو روش محاسباتی داکینگ مولکولی و ONIOM استفاده گردید. در محاسبات فلزات مختلف (Cr 2+ , Cr 3+ , Mn 2+ , Mn 3+ , Fe 2+ , Fe 3+ , Co 2+ , Co 3+ Ni 2+ , Ni 4 Cu 2+ , Cu 4+ , Zn 2+ , Mo 4+ , Ru 2+ , Ru 3+ , Rh 2+ , Rh 3+ , Pd 4+ , Os 2+ , Os 3+ , Ir 2+ , Ir 3+ , Pt 4+ ) به عنوان فلز مرکزی کمپلکس ها انتخاب شدند و عملیات داکینگ مولکولی در شرایط کاملا یکسان بر روی آن ها صورت گرفت. نتایج نشان دادند که انرژی برهمکنش کمپلکس و DNA مستقل از نوع فلز مرکزی است و فلز مرکزی دخالت مستقیمی در میزان برهمکنش با DNA ندارد. برهمکنش ها تنها وابسته به عدد اکسایش فلز است، به طوری که با افزایش عدد اکسایش فلز مرکزی، انرژی برهمکنش افزایش می یابد. در مرحله بعد، به منظور محاسبات دقیق تر پیرامون این موضوع و در نظر گرفتن اثرات کوانتومی، انرژی برهمکنش کمپلکس ها و DNA از طریق محاسبات ONIOM بررسی شد. در شیوه اول، محاسبات ONIOM لایه های بالایی و پایینی به نحوی انتخاب شدند که انرژی برهمکنش بین کمپلکس ها و DNA از طریق محاسبات مکانیک مولکولی محاسبه گردید. در شیوه دوم، به علت انتخاب لایه های پایینی و بالایی مناسب، برهمکنش های بین دو مولکول به وسیله مکانیک کوانتومی انجام گرفت که باعث حاصل شدن نتایج دقیق تری شد. در هر دو شیوه ابتدا در شرایطی که کمپلکس به صورت انعطاف پذیر و DNA غیر قابل انعطاف و تغییر ساختار بود، بهینه سازی شدند و عملیات محاسباتی بر روی آن ها انجام گردید. نتایج محاسبات ONIOM حاکی از آن است که مشابه نتایج داکینگ مولکولی، انرژی برهمکنش بین کمپلکس و DNA مستقل از نوع فلز مرکزی و وابسته به عدد اکسایش فلز است. همچنین با افزایش عدد اکسایش برهمکنش ها قوی تر می شوند و بیش ترین برهمکنش مربوط به کمپلکس های با فلزات مرکزی دارای عدد اکسایش4+ است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی