بررسی اثر استخلاف گوگرد بر ساختار آنتی متابولیت های ضد سرطان، 6-مرکاپتوپورین و 6-تیوگوانین، به کمک روش نظریه ی تابعیت چگالی (dft)

آنالوگ های نوکلئوزیدی به طور گسترده ای برای درمان بدخیمی های خونی، استفاده می شود از جمله سرطان خون حاد و مزمن، لوسمی سلول مودار، لنفوم غیر هوچکین سست و برخی از تومورهای جامد. یکی از اولین آنالوگ های نوکلئوزیدی تایید شده به منظور استفاده به عنوان عامل ضد سرطان،6–مرکاپتوپورین (6-mp) است. اضافه کردن 6-mp به رژیم ضدلوسمی، متوسط زمان بقا را از 3 تا 4 ماه به 12 ماه افزایش داده است . امروزه، کودکان مبتلا به لوسمی حاد توسط 6-mp در ترکیب با داروهای دیگر، تحت درمان درمان قرار می گیرند که درمان آنها حدود 80? انجام پذیرفته است. 6-تیوگوانین (6-tg) در طی سی سال گذشته به عنوان یک عامل ضد سرطان در ابقاء شیمی درمانی برای کودکان مبتلا به لوسمی حاد لنفوبلاستیک و همچنین لوسمی حاد میلوئید استفاده می شود. 6-tgو 6-mp از لحاظ ساختار و همچنین سوخت و ساز در بدن شبیه به هم هستند. همانند 6-mp، 6-tg یک آنتی متابولیت پورین است. 6-tg همچون 6-mp بیوسنتز پورین را مهار می کند، اما در مراحل متفاوت:6-tg آنالوگ گوانین در حالی که6-mp آنالوگ هایپوگزانتین است، و این در حالی است که مکانیزم اصلی عمل برای هر دو دارو در ترکیب با dna رخ می دهد. این دو داروی ضد سرطان، به آسانی به تقسیم سلولهای سرطانی منتقل شده و سپس به اشکال فعال 5-منوفسفات (mp)، 5-دی فسفات (dp)، و 5-تری فسفات (tp) توسط کیناز سلولی همانند مکانیزمی که برای گوانین دارد، تبدیل می شوند. شکل نوکلئوتیدی درگیر با هدف سلولی در بیوسنتز نوکلئوتیدی و سنتز dna دخالت می کند. علی رغم اینکه مشخص شدن مسیر سوخت و ساز داروها ، مکانیسم مولکولی اثرات آنها هنوز نامشخص است. لذا، تغییرات ساختاری ناشی از جایگزینی یک اتم گوگرد در ساختار نوکلئوتیدی مورد ارزیابی قرار گرفت. هدف از این مطالعه، بررسی ویژگی های 6-mp و6-tg در سطح اتمی، در مقایسه با گوانین مشابه طبیعی خود به منظور درک مکانیسم مولکولی عمل این داروها با استفاده از نظریه تابعیت چگالی(dft) توسط نرم افزارگوسین 3 است. انرژی و پارامترهای هندسی 6-tg و 6-mp به شکل باز و شکل نوکلئوزیدی مورد بررسی قرار گرفت و با گوانین طبیعی مقایسه شد. نتایج ما نشان داد که الگوی جفت شدن بازها از نظر هندسی و انرژی در 6-tg:c مشابه g:c بود ولی در مورد جفت باز 6-mp:c این گونه نبود. این تفاوت ها ممکن است مسئول رفتار متفاوت از این دو آنالوگ گوانین باشد. در نتیجه، 6-mp باید از طریق مسیر های متابولیک به 6-tg تبدیل شود تا در ساختار dna قرار گیرد. بر اساس نتایج ما 6-tg تفاوت هایی را در طول پیوند هیدروژنی، حجم مولکولی و بار اتم ها نشان داد که کاملا در توافق با مطالعات قبلی است. همچنین نتایج ما هیچ تفاوتی را بین داروها و گوانین طبیعی در پارامترهای پوکرینگ بخش قندی، در همه ساختارها اعم از سین(syn) و آنتی(anti)، نشان نداد. از آنجا که پوکرینگ بخش قندی نقش حیاتی در ترکیب dnaدارد، می توان آن را به عنوان یک دلیل برای اعوجاج جزئی در ستون فقرات dna با توجه به الحاق 6-tg در نظر گرفت. در نتیجه، برخی از تفاوت ها در انرژی پیوندهیدروژنی ، حجم مولکولی، توزیع بار و پارامترهای پیوند هیدروژنی و شباهت پوکرینگ بخش قندی از مقایسه ی 6-tg:c و g:c مشخص شدند. این تغییرات باید مسئول رفتار6-tg در تداخل با ساختارdna باشد، که منجر به تغییراتی می شود که برای عمل به عنوان دارو لازم است.