カルベンダジム系薬剤（ノコダゾール）の幾何学的・電子的特性の理論的研究

Theoretical study of the geometric and electronic characterization of carbendazim-based drug (Nocodazole).

• Muhammad Khattab

抄録

認可されている医薬品の精密な三次元構造を解明する研究が不足しているため、他の治療薬への応用が断念されている。本論文では、メベンダゾールやアルベンダゾールなどの抗がん作用が証明されている抗がん剤のモデル化合物である抗がん剤「ノコダゾール」の構造類似性を計算機的に研究することに特化した。タンパク質データバンク(PDB)に登録されているノコダゾールの構造を計算した結果、ノコダゾールには少なくとも6つのコンフォーマーが存在する可能性があることが明らかになりました。これまでに報告されているUV-Vis実験データと我々の計算結果を組み合わせることで、2つのコンフォーラーがNocodazoleの優勢な構造であることが明らかになった。さらに、TD-DFT計算の結果、ノコダゾールの構造の柔軟性が、原子や分子の電荷密度に大きな変化をもたらすことを明らかにしました。これらの結果は、抗がん剤標的との結合に伴う空間的・電子的変化の理解を深めることで、カルベンダジム系薬剤の再利用のためのコンフォーマーの同定に役立つと考えられます。

Scarcity in studies defining the precise three-dimensional structure of approved drugs has led to an abandoning of their use for other therapeutic indications. In this manuscript, we solely focus on studying computationally the anticancer drug "Nocodazole" as a model compound for anthelmintic drugs -due to structural similarity- proven to exert anticancer activity such as Mebendazole and Albendazole. Computations on Nocodazole structures deposited in the Protein Data Bank (PDB) revealed possible existence of at least 6 conformers of Nocodazole. By combining the reported experimental UV-Vis data with our calculations, two conformers were assigned as the predominant structures of Nocodazole. In addition, td-DFT calculations revealed that the conformational flexibility of Nocodazole results in significant changes in atomic and molecular charge densities. The results have ramifications in identification of possible conformers of carbendazim-based drugs for repurposing in oncology through giving deep insights in understanding the spatial and electronic changes upon drug binding to anticancer targets.

© 2020 The Author.