Estudio computacional de interacciones proteína/ligando: influencia de la estructura de ligandos provenientes de metabolitos secundarios de plantas sobre la inhibición de las isoformas de la ciclooxigenasa

Abstract

Las enzimas Ciclooxigenasas (COX´s) o prostaglandina-endoperóxido sintasa (PGHS) son importantes en la síntesis de prostaglandinas, que son las principales especies químicas mediadoras de procesos inflamatorios. El cuerpo produce dos isoformas de COX altamente homólogas, la ciclooxigenasas-1 (COX-1) y la ciclooxigenasas-2 (COX-2). La COX-1 participa en la producción de prostaglandinas que intervienen en procesos fisiológicos tales como: protección del epitelio gástrico, mantenimiento del flujo renal, la agregación plaquetaria, la migración de neutrófilos y también se expresa en el endotelio vascular; entre tanto la COX-2 es inducible por estímulos proinflamatorios. Para contrarestar los síntomas de la inflamación, hoy día es muy frecuente el uso de los antiinflamatorios no esteroideos (AINEs); estos fármacos además de aportar muchos beneficios, también pueden causar efectos secundarios sobre la salud de las personas (problemas cardiovasculares, respiratorios, en el sistema nervioso, entre otros). Debido a lo anterior, se hace necesario acelerar las investigaciones que permitan conocer de manera más detallada los mecanismos de acción que involucren la utilización de productos naturales de plantas como agentes farmacológicos. En la presente investigación se utilizaron técnicas computacionales, especialmente las basadas en el Método de Acoplamiento Molecular para conocer la interacción proteina-ligando en sistemas de interés biológico. Se logró determinar la relación estructura-actividad en procesos inflamatorios que involucran la participación de una serie de metabolitos secundarios de plantas como la luteolina, galangina, kaempferol, apigenina, morina y la quercetina sobre la inactivación de la enzima Ciclooxigenasa (COX-1 y COX-2). En el acople COX-1/ligando se encontró que la apigenina fue el ligando que mostró la menor energía de acople con un valor de -8.88, mientras que la quercetina arrojó el mayor valor (-6.65); para el acople COX-2/ligando la apigenina también arrojó el menor valor energético (-8.93), entra tanto el kaempferol mostró el mayor valor (-7.51). Esto muestra que la apigenina es el ligando con la mejor estabilidad dentro del sitio activo de ambas enzimas. Por otro lado, la quercetina fue quien mostró la mayor selectividad relativa con un índice de selectividad proteína-ligando (ISPL) de 1.17, mientras que kaempferol muestró un ISPL de 0.91. Teniendo en cuenta los parámetros de estabilidad y selectividad podemos decir que de todos los ligandos utilizados, la quercetina sería el ideal para bloquear la COX-2. Palabras claves: Enzima Ciclooxigenasa, Ligando, Metabolito, Antiinflamatorio, Acoplamiento Molecular.