Zamena sumpora selenom. Efekat polarnih grupa iz okruženja

Abstract

Statistička analiza podataka dobijenih iz kristalnih struktura, ekstrahovanih iz Kembričke baze strukturnih podataka (eng. CSD), pokazala je da atomi S i Se u nepolarnom okruženju pokazuju sličnu tendenciju ka pojedinim tipovima interakcija [1]. Najbrojnije su strukture sa C-H…S i CH…Se interakcijama (~ 80%), dok su Se…Se i S …S interakcije druge po zastupljenosti (~ 5%). Kada se S ili Se nalaze u polarnom okruženju (u neposrednoj blizini imaju O-H ili N-H grupu) raspodela pojedinih tipova interakcija je nešto drugačija. Statistička analiza interakcija S i Se (kriterijumi: d < 4.0Å (za S) d < 4.5Å (za Se), Slika) pokazala je da su najbrojnije interakcije sa H atomom (u oba slučaja oko 47%), dok su interakcije koje uključuju C atome (interakcije sa nepolarnim grupama) druge po zastupljenosti. Interakcije sa nepolarnim C-H grupama su nešto zastupljenije kod Se (30%) nego kod S atoma (21%), dok su interakcije sa polarnim O-H i N-H grupama manje brojne kod Se (ukupno 10%) nego kod S atoma (ukupno 16%). Neočekivano, simultane interakcije X atoma sa S/Se atomom i polarnom O-H/N-H grupom (H…X<3.5 Å) su zastupljene u udelu od samo 20% (Slika). Rezultati doking studije sugerišu da bi PBISe (Se jedinjenje) moglo biti bolji inhibitor iNOS (inducibilne azot-monoksid sintaze) nego njegov S derivat (PBIT). Sve orijentacije PBISe su grupisane na istom mestu (aktivno mesto, Slika) što dovodi do mnogo bolje efikasnosti ovog molekula u odnosu na PBIT, za kojeg su nađena tri mesta vezivanja (Slika). Ovo se slaže sa eksperimentalnim rezultatima koji ukazuju na to da PBISe ubija ćelije melanoma više od 10 puta efikasnije od drugog iNOS inhibitora (PBIT).

Statistical analysis of data from crystal structures, extracted from Cambridge Structural Database(CSD) have shown that S and Se atoms in nonpolar environment display similar tendencytoward specified type interactions [1]. The most numerous are structures with C−H···Se andC−H···S interactions (~80%), while structures with Se···Se and S···S interactions (~5%) are notablyless numerous (second type of interactions). When S or Se atoms is in a polar environment(there is OH or NH grous in the vicinity), the distribution of certain types of interactions is slightlydifferent. Statistical analysis of S and Se interactions (criteria: d < 4.0 Å (for S) d < 4.5 Å (for Se),Figure) showed the most numerous interactions with the H atom (in both cases about 47%), whileinteractions involving C atoms (interactions with non-polar groups) are second in prevalence.Interactions with non-polar C-H groups are slightly more numerous for Se (30%) than for S atom(21%), while interactions with polar O-H and N-H groups are less numerous for Se (10% in total)than in case of S atom (16% in total). Unexpectedly, the simultaneous interactions of X atom withthe S/Se atom and the polar OH/N-H group (H…X<3.5 Å) are only present in an amount of about20%.Results from docking study suggested that PBISe (Se compound) could be beter inhibitor ofiNOS (inducible nitric oxide synthase) than its S derivative (PBIT). All orientations of PBISe areclustered at the same site (active site, Figure) leading to much better efficiency of this moleculecompared to PBIT, where three binding sites can be observed (Figure). This is in strong agreementwith experimental results pointing that PBISe kills melanoma cells >10−fold more effectively thanother iNOS inhibitors (PBIT).