顺铂是一种广泛使用的抗癌药物,它抑制DNA分子的复制和聚合,同时表现出一定的副作用和耐药性。出于这个原因,为了提高其治疗指数,研究人员合成了数千种类似物并测试了它们的特性。在该项目中,设计了几种顺铂类似物,从理论上研究了生物活性和亲脂性对胺变化的影响。顺铂分子的胺被不同类似物中的脂肪胺取代。采用分子动力学模拟、分子对接和分子力学泊松-玻尔兹曼表面积分析等计算方法研究六种顺铂衍生物与 DNA 的结合。分析了这些药物与双链 DNA 的结合亲和力和潜在相互作用。通过均方根偏差和均方根波动分析研究了这些药物的稳定性作用,结果表明一些类似物可以破坏DNA末端的碱基对相互作用,降低DNA的稳定性。此外,结果表明氢键是顺铂加合物与DNA结合的最重要因素之一。分子力学泊松-玻尔兹曼表面积分析表明,静电和范德华相互作用是顺铂药物与 DNA 结合的最重要的推导力。最后,数据显示顺铂和顺-二氯-二甲胺-铂与 DNA 结合的趋势大于其他类似物。通过均方根偏差和均方根波动分析研究了这些药物的稳定性作用,结果表明一些类似物可以破坏DNA末端的碱基对相互作用,降低DNA的稳定性。此外,结果表明氢键是顺铂加合物与DNA结合的最重要因素之一。分子力学泊松-玻尔兹曼表面积分析表明,静电和范德华相互作用是顺铂药物与 DNA 结合的最重要的推导力。最后,数据显示顺铂和顺-二氯-二甲胺-铂与 DNA 结合的趋势大于其他类似物。通过均方根偏差和均方根波动分析研究了这些药物的稳定性作用,结果表明一些类似物可以破坏DNA末端的碱基对相互作用,降低DNA的稳定性。此外,结果表明氢键是顺铂加合物与DNA结合的最重要因素之一。分子力学泊松-玻尔兹曼表面积分析表明,静电和范德华相互作用是顺铂药物与 DNA 结合的最重要的推导力。最后,数据显示顺铂和顺-二氯-二甲胺-铂与 DNA 结合的趋势大于其他类似物。这表明一些类似物可以破坏DNA末端的碱基对相互作用并降低DNA的稳定性。此外,结果表明氢键是顺铂加合物与DNA结合的最重要因素之一。分子力学泊松-玻尔兹曼表面积分析表明,静电和范德华相互作用是顺铂药物与 DNA 结合的最重要的推导力。最后,数据显示顺铂和顺-二氯-二甲胺-铂与 DNA 结合的趋势大于其他类似物。这表明一些类似物可以破坏DNA末端的碱基对相互作用并降低DNA的稳定性。此外,结果表明氢键是顺铂加合物与DNA结合的最重要因素之一。分子力学泊松-玻尔兹曼表面积分析表明,静电和范德华相互作用是顺铂药物与 DNA 结合的最重要的推导力。最后,数据显示顺铂和顺-二氯-二甲胺-铂与 DNA 结合的趋势大于其他类似物。分子力学泊松-玻尔兹曼表面积分析表明,静电和范德华相互作用是顺铂药物与 DNA 结合的最重要的推导力。最后,数据显示顺铂和顺-二氯-二甲胺-铂与 DNA 结合的趋势大于其他类似物。分子力学泊松-玻尔兹曼表面积分析表明,静电和范德华相互作用是顺铂药物与 DNA 结合的最重要的推导力。最后,数据显示顺铂和顺-二氯-二甲胺-铂与 DNA 结合的趋势大于其他类似物。
图形概要
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How can the cisplatin analogs with different amine act on DNA during cancer treatment theoretically?
Cisplatin is a widely used anti-cancer drug which inhibits the replication and polymerization of DNA molecule while showing some side effects and drug resistance. For this reason, to enhance its therapeutic index, researchers have synthesized several thousand analogs and tested their properties. In this project, several cisplatin analogs were designed to theoretically study the biological activity and lipophilicity effects on amine changes. The amines of the cisplatin molecule were substituted with aliphatic amines in different analogs. Computational methods such as molecular dynamics simulation, molecular docking, and molecular mechanics Poisson-Boltzmann surface area analysis were performed to investigate the binding of six cisplatin derivatives with DNA. The binding affinity and potential interactions of these drugs with double-strand DNA were analyzed. The stability effect of these drugs was investigated via root-mean-square deviation and root-mean-square fluctuation analysis, which showed that some analogs can break base-pair interaction at the end of DNA and reduced the stability of DNA. Also, the results revealed that the hydrogen bond is one of the most important factors in the binding of cisplatin’s adduct to DNA. Molecular mechanics Poisson-Boltzmann surface area analysis indicated that electrostatic and van der Waals interactions are the most important deriving forces to the binding of cisplatin’s drug to DNA. Finally, data revealed that cisplatin and the cis-dichloro-dimethylamine-platin tendency for binding to DNA are greater than that of other analogs.
Graphical abstract