Análisis in silico de los metabolitos polifenólicos presentes en Zea mays L. variedad “morada” sobre HMG-CoA reductasa

Abstract

El presente trabajo de investigación tuvo como objetivo identificar los metabolitos polifenólicos presentes en mazorcas y granos de Zea mays L. variedad “morada”, reportados en literatura, con mayor interacción sobre HMG-CoA reductasa mediante ensayo in silico. Con este fin se realizó una búsqueda de información en bases de datos como: Google Académico, PubMed, ScienceDirect y Scopus, utilizando la combinación de términos; “Zea mays L.” AND “Polyphenols”. Se identificaron veintidós compuestos polifenólicos en mazorcas y granos de Zea mays L. variedad “morada”, estos fueron los ligandos. Las estructuras de los controles y los ligandos fueron preparadas en el programa Open Babel y parametrizadas usando AutoDock Tools. Además, la estructura cristalina de HMG-CoA reductasa se descargó de la base de datos Protein Data Bank con el código de entrada 1DQA, así mismo, fue preparada en el programa PyMOL y parametrizada usando AutoDock Tools. Una vez que se tuvo los ligandos y target se procedió con el corrido del Docking molecular en AutoDock Vina, el corrido fue de 100 veces para cada ligando-target. Los resultados del corrido del Docking molecular muestra que las que presentaron menor energía de afinidad (ΔG°) fueron doce moléculas, pero principalmente la mayor afinidad por HMG-CoA reductasa les pertenece al ácido protocatechico (-6,8 kcal/mol), ácido cafeico (-6,7 kcal/mol), ácido vainillico (-6,4 kcal/mol), ácido ferúlico (-6,2 kcal/mol), ácido p-cumárico (-6,0 kcal/mol) y ácido 4-hidroxibenzoico (-6,0 kcal/mol), adicionalmente interaccionan mediante puentes de hidrógeno con aminoácidos de importancia ASN 658, ARG 590 y GLU 559 de HMG-CoA reductasa. El análisis de las propiedades fisicoquímicas y farmacocinéticas de las doce moléculas polifenólicas se realizó en SwissADME y pkCSM, evidenciándose que los ácidos protocatechico, cafeico, vainillico, ferúlico, p-cumárico y 4- hidroxibenzoico presentan un rango óptimo de lipofilicidad, tienen buena solubilidad, la absorción supera el 30%, no son sustratos ni inhibidores de: P-gp, CYP2D6 y CYP3A4, no atravesarían fácilmente la barrera hematoencefálica y no presentarían problemas mutagénicos. Por lo tanto, estas observaciones proporcionan información de cómo podrían actuar los polifenoles del Zea mays L. variedad “morada” sobre HMG-CoA reductasa, y con la predicción de las propiedades fisicoquímicas y farmacocinéticas ha permitido conocer estructuras como potenciales alternativas para el tratamiento de la hipercolesterolemia

The present research work aimed to identify the polyphenolic metabolites present in cobs and grains of Zea mays L. variety "purple", reported in the literature, with the greatest interaction on HMG-CoA reductase by in silico assay. For this purpose, an information search was carried out in databases such as: Academic Google, PubMed, ScienceDirect and Scopus, using the combination of terms; “Zea mays L.” AND “Polyphenols”. Twenty-two polyphenolic compounds were identified in cobs and grains of Zea mays L. variety "purple", these were the ligands. The structures of the controls and the ligands were prepared in the Open Babel program and parameterized using AutoDock Tools. In addition, the crystal structure of HMG-CoA reductase was downloaded from the Protein Data Bank database with the entry code 1DQA, likewise, it was prepared in the PyMOL program and parameterized using AutoDock Tools. Once the ligands and target were obtained, the molecular Docking run was carried out in AutoDock Vina, the run was 100 times for each ligand-target. The results of the molecular Docking run show that those with the lowest affinity energy (ΔG°) were twelve molecules, but mainly the highest affinity for HMG-CoA reductase belongs to protocatechuic acid (-6.8 kcal/mol), caffeic acid (-6.7 kcal/mol), vanillic acid (-6.4 kcal/mol), ferulic acid (-6.2 kcal/mol), p-coumaric acid (-6.0 kcal/mol) and acid 4-hydroxybenzoic (-6.0 kcal/mol), additionally interact through hydrogen bonds with important amino acids ASN 658, ARG 590 and GLU 559 of HMG-CoA reductase. The analysis of the physicochemical and pharmacokinetic properties of the twelve polyphenolic molecules was carried out in SwissADME and pkCSM, showing that protocatechuic, caffeic, vanillic, ferulic, p-coumaric and 4-hydroxybenzoic acids present an optimal range of lipophilicity, have good solubility, absorption exceeds 30%, they are not

substrates or inhibitors of: P-gp, CYP2D6 and CYP3A4, they would not easily cross the blood- brain barrier and would not present mutagenic problems. Therefore, these observations provide

information on how the polyphenols of Zea mays L. variety "purple" could act on HMG-CoA reductase, and with the prediction of the physicochemical and pharmacokinetic properties, it has allowed to know structures as potential alternatives for the treatment of hypercholesterolemia