ڪيوليڪس پائپينس پيلينس لاروا جي ڪنٽرول لاءِ نئين ٿائيفين-آئسوڪينولين ڪيٽون هائبرڊز ۽ انهن جي امڪاني حشرات مار دوائن جي ترکیب جي ڪمپيوٽر ماڊلنگ.

       مڇرن مان پيدا ٿيندڙ بيماريون عالمي سطح تي عوامي صحت جو هڪ سنگين مسئلو رهيون آهن. روايتي حشرات جي خلاف بيماري جي ویکٹرن، جهڙوڪ ڪيوليڪس پائپينس پيلينس، جي وڌندڙ مزاحمت هن مسئلي کي وڌيڪ وڌائي ٿي. هن مطالعي ۾، ناول ٿائيوفيني-آئسوڪينولينون هائبرڊز جو هڪ سلسلو ڊزائين ڪيو ويو، ٺهيل ڪيو ويو، ۽ امڪاني لاروائسائيڊس جي طور تي جائزو ورتو ويو. ٺهيل مرکبات مان، نڪتل مرکبات 5f، 6، ۽ 7 ترتيب وار 0.3، 0.1، ۽ 1.85 μg/mL جي LC₅₀ قدرن سان ڪيوليڪس پائپينس پيلينس لاروا جي خلاف اهم لاروائسائيڊل سرگرمي جو مظاهرو ڪيو. خاص طور تي، سڀني ٻارهن ٿائيوفيني-آئسوڪينولينون نڪتل ريفرنس آرگنوفاسفيٽ حشرات مار ڪلورپيريفوس (LC₅₀ = 293.8 μg/mL) جي ڀيٽ ۾ خاص طور تي وڌيڪ زهر جو مظاهرو ڪيو، انهن مرکبات جي اعليٰ زهر جي تصديق ڪئي. دلچسپ ڳالهه اها آهي ته، مصنوعي وچولي 1a (هڪ ٿائيفين سيميسٽر) سڀ کان وڌيڪ طاقت ڏيکاري (LC₅₀ = 0.004 μg/mL)، ۽ جيتوڻيڪ اڃا تائين مڪمل طور تي بهتر نه ڪيو ويو آهي، ان جي طاقت اڃا تائين سڀني آخري نڪتن کان وڌيڪ هئي. ميڪانياتي حياتياتي مطالعي مضبوط نيوروٽوڪسيسيٽي علامتن کي ظاهر ڪيو، خراب ٿيل ڪولينرجڪ فنڪشن جو مشورو ڏنو. ماليڪيولر ڊاکنگ ۽ ماليڪيولر ڊائنامڪس سموليشن هن مشاهدي جي تصديق ڪئي، ايسٽيلڪولينسٽريس (AChE) ۽ نيڪوٽينڪ ايسٽيلڪولين ريڪٽر (nAChR) سان مضبوط مخصوص رابطي کي ظاهر ڪندي، هڪ ممڪن ٻٽي عمل ميڪانيزم جو مشورو ڏنو. کثافت فنڪشنل ٿيوري (DFT) حسابن فعال مرڪبن جي سازگار اليڪٽرانڪ ملڪيتن ۽ رد عمل جي وڌيڪ تصديق ڪئي. مرڪبن جي هن سيريز جي ساخت جي تنوع ۽ مسلسل اعلي طاقت ڪراس مزاحمت جي خطري کي گهٽائي سگهي ٿي ۽ مرڪب گردش يا ميلاپ ذريعي مزاحمت جي انتظام جي حڪمت عملي کي آسان بڻائي سگهي ٿي. مجموعي طور تي، اهي نتيجا ظاهر ڪن ٿا ته ٿيوفين-آئسوڪينولينون هائبرڊ ايندڙ نسل جي لاروائسائيڊس جي ترقي لاءِ هڪ اميد افزا آپشن آهن جيڪي ڪيڙن جي ویکٹرن جي نيوروفيزيولوجيڪل رستن کي نشانو بڻائين ٿا.
مڇر متعدي بيمارين جي سڀ کان وڌيڪ اثرائتي ویکٹرن مان آهن، جيڪي خطرناڪ پيٿوجنز جي وسيع رينج کي پکيڙيندا آهن ۽ عالمي عوامي صحت لاءِ هڪ اهم خطرو پيدا ڪندا آهن. ڪيوليڪس پائپينس، ايڊيز ايجيپٽي، ۽ اينوفيلس گيمبيا جهڙيون جنسون خاص طور تي وائرس، بيڪٽيريا ۽ پيراسائٽس کي منتقل ڪرڻ لاءِ مشهور آهن، جيڪي هر سال لکين انفيڪشن ۽ ڪيتريون ئي موتون جو سبب بڻجن ٿيون. مثال طور، ڪيوليڪس پائپينس ويسٽ نيل وائرس ۽ سينٽ لوئس انسيفلائٽس وائرس جهڙن آربو وائرس جو هڪ وڏو ویکٹر آهي، انهي سان گڏ پرجيتي بيمارين جهڙوڪ ايويئن مليريا. تازي تحقيق اهو پڻ ڏيکاريو آهي ته ڪيوليڪس پائپينس نقصانڪار بيڪٽيريا جهڙوڪ بيسيلس سيريس ۽ اسٽيفيلوڪوڪس واروڪي جي ویکٹر ۽ منتقلي ۾ اهم ڪردار ادا ڪري ٿو، جيڪي کاڌي کي آلوده ڪن ٿا ۽ عوامي صحت جي مسئلن کي وڌائين ٿا. ڪنٽرول طريقن لاءِ مڇرن جي اعليٰ موافقت، بقا، ۽ مزاحمت انهن کي ڪنٽرول ڪرڻ ڏکيو بڻائي ٿي ۽ هڪ مستقل خطرو پيدا ڪري ٿي.
ڪيميائي جراثيم ڪش مڇرن جي ڪنٽرول ۾ هڪ اهم اوزار آهن، خاص طور تي مڇرن مان پيدا ٿيندڙ بيمارين جي وبا دوران. مختلف طبقن جي جراثيم ڪش، جن ۾ پائريٿرائڊس، آرگنو فاسفيٽس، ۽ ڪارباميٽس شامل آهن، وڏي پيماني تي مڇرن جي آبادي ۽ بيماري جي منتقلي کي گهٽائڻ لاءِ استعمال ڪيا ويندا آهن. تاهم، انهن ڪيميائي مادن جي وسيع ۽ ڊگهي مدت جي استعمال سنگين ماحولياتي ۽ عوامي صحت جي خدشن کي جنم ڏنو آهي، جنهن ۾ ماحولياتي نظام ۾ خلل، غير نشانو بڻجندڙ نسلن تي نقصانڪار اثر، ۽ مڇرن جي آبادي ۾ جراثيم ڪش مزاحمت جي تيز ترقي شامل آهن.^{11،12،13،14}هي مزاحمت ڪيترن ئي روايتي حشرات مار دوائن جي اثرائتي کي گهٽائي ٿي، انهن ترقي پذير خطرن کي مؤثر طريقي سان منهن ڏيڻ لاءِ عمل جي نئين طريقيڪار سان جديد ڪيميائي حلن جي فوري ضرورت کي اجاگر ڪري ٿي.^{11،12،13،14}انهن سنگين چئلينجن کي منهن ڏيڻ لاءِ، محقق متبادل حڪمت عملين جهڙوڪ بايو ڪنٽرول، جينياتي انجنيئرنگ، ۽ انٽيگريٽيڊ ویکٹر مئنيجمينٽ (IVM) ڏانهن رخ ڪري رهيا آهن. اهي طريقا پائيدار، ڊگهي مدت جي مڇر ڪنٽرول لاءِ واعدو ظاهر ڪن ٿا. جڏهن ته، وبا ۽ هنگامي حالتن دوران، تيز جواب لاءِ ڪيميائي طريقا اهم رهن ٿا.
آئسوڪوئنولين الڪلائڊ اهم نائٽروجن تي مشتمل هيٽروسائڪلڪ مرکبات آهن جيڪي ٻوٽن جي بادشاهت ۾ وڏي پيماني تي ورهايل آهن، جن ۾ Amaryllidaceae، Rubiaceae، Magnoliaceae، Papaveraceae، Berberidaceae، ۽ Menispermaceae جهڙا خاندان شامل آهن. 30 پوئين مطالعي جي تصديق ڪئي وئي آهي ته آئسوڪوئنولين الڪلائڊ مختلف حياتياتي سرگرميون ۽ ساختي خاصيتون رکن ٿا، جن ۾ حشرات مار، اينٽي شوگر، اينٽي ٽيومر، اينٽي فنگل، اينٽي سوزش، اينٽي بيڪٽيريل، اينٽي پيراسيٽڪ، اينٽي آڪسيڊنٽ، اينٽي وائرل، ۽ نيوروپروٽيڪٽو اثرات شامل آهن.
هن مطالعي ۾، سڀني مرڪبن لاءِ χ² قدر نازڪ حد کان هيٺ هئا، ۽ p قدر 0.05 کان مٿي هئا. اهي نتيجا LC₅₀ تخمينن جي اعتبار جي تصديق ڪن ٿا ۽ ظاهر ڪن ٿا ته امڪاني رجعت مشاهدو ڪيل دوز-ردعمل جي رشتي کي مؤثر طريقي سان بيان ڪري سگهي ٿي. تنهن ڪري، سڀ کان وڌيڪ فعال مرڪب (1a) جي بنياد تي ڳڻپيو ويو LC₅₀ قدر ۽ زهر جي اشاري (TIs) انتهائي قابل اعتماد آهن ۽ زهر جي اثرات جي مقابلي لاءِ مناسب آهن.
12 نئين ٺهيل ٿيل ٿائيوفيني-آئسوڪينولينون ڊيريويٽوز ۽ انهن جي اڳڪٿي 1a جي ٻن اهم مڇر جي نيورونل هدفن - ايسٽيلڪولينسٽريس (AChE) ۽ نيڪوٽينڪ ايسٽيلڪولين ريڪٽر (nAChR) - سان رابطي جو جائزو وٺڻ لاءِ، اسان ماليڪيولر ڊاکنگ ماڊلنگ ڪئي. اهي هدف لاروا جي موت جي جاچ ۾ مشاهدو ڪيل نيوروٽوڪسڪ علامتن جي بنياد تي چونڊيا ويا هئا، جيڪي خراب ٿيل نيورونل سگنلنگ جي نشاندهي ڪن ٿا. ان کان علاوه، آرگنو فاسفيٽس ۽ نيونيڪوٽينوائيڊز سان انهن مرکبن جي ساخت جي هڪجهڙائي انهن هدفن جي ترجيحي پسند جي وڌيڪ حمايت ڪري ٿي، ڇاڪاڻ ته آرگنو فاسفيٽس ۽ نيونيڪوٽينوائيڊز ترتيب وار AChE کي روڪي ۽ nAChR کي چالو ڪندي پنهنجا زهريلا اثر استعمال ڪن ٿا.
وڌيڪ، ڪيترائي مرڪب (جن ۾ 1a، 2، 5a، 5b، 5e، 5f، ۽ 7 شامل آهن) SER280 سان لهه وچڙ ڪن ٿا. SER280 باقيات ڪرسٽل جي جوڙجڪ جي شڪل ڏيڻ ۾ شامل آهن ۽ BT7 جي ٻيهر ترتيب ڏنل شڪل ۾ محفوظ آهن. رابطي جي طريقن جي هي تنوع فعال سائيٽ ۾ انهن مرکبن جي موافقت کي نمايان ڪري ٿي، SER280 ۽ GLU359 ممڪن طور تي ڊاکنگ حالتن ۾ موافق اينڪر سائيٽن جي طور تي ڪم ڪن ٿا. مصنوعي نڪتن ۽ اهم باقيات جهڙوڪ GLU359 ۽ SER280 جي وچ ۾ بار بار رابطي جو مشاهدو ڪيو ويو، جيڪي انساني ايسٽيلڪولينسٽريس (AChE) ۾ سڃاتل SER-HIS-GLU ڪيٽيليٽڪ ٽرائيڊ جا جزا آهن، ان مفروضي کي وڌيڪ سپورٽ ڪن ٿا ته اهي مرکبات ڪيٽيليٽڪ طور تي اهم سائيٽن سان ڳنڍيل هجڻ سان ACHE تي طاقتور روڪڻ وارا اثر وجهي سگهن ٿا.^29,61,64
خاص طور تي، مرڪب 6 ۽ ان جي اڳڪٿي 1a بايو ايسي ۾ لاروا جي خلاف سڀ کان وڌيڪ طاقتور سرگرمي جو مظاهرو ڪيو، سيريز ۾ مرڪب جي وچ ۾ گهٽ ۾ گهٽ LC₅₀ قدر ڏيکاريا. ماليڪيولر سطح تي، مرڪب 6 GLU359 سائيٽ تي ڪلورپيريفوس سان هڪ نازڪ رابطي کي ظاهر ڪري ٿو، جڏهن ته مرڪب 1a SER280 سان هائيڊروجن بانڊ ذريعي ٻيهر ڊوپ ٿيل BT7 سان اوورليپ ڪري ٿو. GLU359 ۽ SER280 ٻئي BT7 جي اصل ڪرسٽللوگرافڪ بائنڊنگ ڪنفارميشن ۾ موجود آهن ۽ ايسٽيلڪولينسٽريس (SER-HIS-GLU) جي محفوظ ڪيل ڪيٽيليٽڪ ٽرپلٽ جا جزا آهن، جيڪي مرکبات جي روڪڻ واري سرگرمي کي برقرار رکڻ ۾ انهن رابطي جي فنڪشنل اهميت کي اجاگر ڪن ٿا (شڪل 10).
BT7 ڊيريويٽوز (بشمول اصلي ۽ ٻيهر ٺهيل BT7) ۽ ڪلورپيريفوس جي وچ ۾ پابند جڳهن ۾ مشاهدو ڪيل هڪجهڙائي، خاص طور تي ڪيٽيليٽڪ سرگرمي لاءِ اهم باقيات تي، انهن مرکبن جي وچ ۾ روڪڻ جي هڪ عام ميڪانيزم کي مضبوطي سان ظاهر ڪري ٿي. مجموعي طور تي، اهي نتيجا ٿائيوفيني-آئسوڪينولينون ڊيريويٽوز جي اهم صلاحيت جي تصديق ڪن ٿا جيئن ته انهن جي محفوظ ۽ حياتياتي طور تي لاڳاپيل رابطي جي ڪري انتهائي طاقتور ايسٽيلڪولينسٽريس انابيٽرز.
ماليڪيولر ڊاکنگ جي نتيجن ۽ لاروا بايو ايسي جي نتيجن جي وچ ۾ هڪ مضبوط لاڳاپو وڌيڪ تصديق ڪري ٿو ته ايسٽيلڪولينسٽريس (AChE) ۽ نيڪوٽينڪ ايسٽيلڪولين ريڪٽر (nAChR) ٺهيل ٿائيوفيني-آئسوڪينولينون ڊيريويٽيوز جا بنيادي نيوروٽوڪسڪ هدف آهن. جيتوڻيڪ ڊاکنگ جا نتيجا ريڪٽر-ليگينڊ لاڳاپي تي اهم معلومات فراهم ڪن ٿا، اهو تسليم ڪيو وڃي ته صرف پابند توانائي وييو ۾ حشرات جي اثرائتي کي مڪمل طور تي بيان ڪرڻ لاءِ ڪافي ناهي. ساڳي ڊاکنگ خاصيتن سان مرکبات جي وچ ۾ LC₅₀ قدرن ۾ فرق شايد ميٽابولڪ استحڪام، جذب، حياتياتي دستيابي، ۽ حشرات ۾ ورڇ جهڙن عنصرن جي ڪري هجي.⁶⁰^،⁶⁴جڏهن ته، عقلي ساختي ڊيزائن، ڪمپيوٽر سموليشن ذريعي ٺهيل اعليٰ ريڪٽر لاڳاپو، ۽ طاقتور حياتياتي سرگرمي مضبوطي سان ان خيال جي حمايت ڪن ٿا ته AChE ۽ nAChRs مشاهدو ڪيل نيوروٽوڪسيسيٽي جا مکيه ثالث آهن.
نتيجي ۾، ٺهيل ٿائيوفيين-آئسوڪينولينون هائبرڊز ۾ اهم ساختي ۽ فعال عنصر آهن جيڪي وڏي پيماني تي سڃاتل نيورو ايڪٽو ڪيڙن سان مطابقت رکن ٿا. انهن جي قابليت ايڪٽيل ڪولينسٽريس (AChE) ۽ نيڪوٽينڪ ايسٽيل ڪولين ريڪٽرز (nAChRs) سان مڪمل رابطي واري ميڪانيزم ذريعي موثر طريقي سان ڳنڍڻ جي صلاحيت ڊبل ٽارگيٽ ڪيڙن جي طور تي انهن جي صلاحيت کي اجاگر ڪري ٿي. هي ڊبل ميڪانيزم نه رڳو ڪيڙن جي اثرائتي کي وڌائيندو آهي پر موجوده مزاحمتي ميڪانيزم تي قابو پائڻ لاءِ هڪ اميد افزا حڪمت عملي پڻ فراهم ڪندو آهي، انهن مرکبات کي ايندڙ نسل جي مڇر ڪنٽرول ايجنٽ جي ترقي لاءِ اميدوار بڻائيندو آهي.
ماليڪيولر ڊائنامڪس (ايم ڊي) سموليشنز کي ماليڪيولر ڊاڪنگ جي نتيجن جي تصديق ۽ واڌ لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي، جسماني طور تي حقيقي حالتن هيٺ ليگنڊ-ٽارگيٽ رابطي جو وڌيڪ حقيقي ۽ وقت تي منحصر جائزو فراهم ڪندي. جيتوڻيڪ ماليڪيولر ڊاڪنگ امڪاني پابند پوزيشن ۽ لاڳاپي تي قيمتي ابتدائي معلومات فراهم ڪري سگهي ٿي، اهو هڪ جامد ماڊل آهي ۽ ريڪٽر لچڪ، سالوينٽ ڊائنامڪس، يا ماليڪيولر رابطي ۾ وقتي اتار چڙهاؤ جو حساب نٿو ڏئي سگهي. تنهن ڪري، ايم ڊي سموليشنز پيچيده استحڪام، رابطي جي مضبوطي، ۽ وقت سان گڏ ليگنڊ ۽ پروٽين ۾ ڪنفارميشنل تبديلين جو جائزو وٺڻ لاءِ هڪ اهم مڪمل طريقو آهن.^60,62,71
نيڪوٽينڪ ايسٽيلڪولين ريڪٽر (nAChR) جي مقابلي ۾ ايسٽيلڪولينسٽريس (AChE) جي انهن جي اعليٰ پابند خاصيتن جي بنياد تي، اسان ماليڪيولر ڊائنامڪس (MD) سموليشن لاءِ والدين ماليڪيول 1a (گهٽ ۾ گهٽ LC₅₀ ويليو سان) ۽ سڀ کان وڌيڪ فعال ٿيوفين-آئسوڪينولين مرڪب 6 چونڊيو. مقصد اهو جائزو وٺڻ هو ته ڇا AChE فعال سائيٽ ۾ انهن جي پابند ترتيب 100 ns سموليشن کان وڌيڪ مستحڪم رهي ۽ انهن جي پابند رويي جو مقابلو ڪلورپيريفوس ۽ ريبائونڊ ڪوڪرسٽلائزڊ AChE انبيٽر BT7 سان ڪيو وڃي.
ماليڪيولر ڊائنامڪس سميوليشنز ۾ مجموعي پيچيده استحڪام جو جائزو وٺڻ لاءِ روٽ مين اسڪوائر ڊيويئيشن (RMSD) شامل هئا؛ ريزيڊيو لچڪ جو مطالعو ڪرڻ لاءِ روٽ مين اسڪوائر ڊيويئيشن آف فلڪچوئيشن (RMSF)؛ ۽ هائيڊروجن بانڊز، هائيڊروفوبڪ رابطن، ۽ آئنڪ انٽراڪشنز جي استحڪام کي طئي ڪرڻ لاءِ ليگنڊ-ايڪسپٽر انٽراڪشن تجزيو (سپليمينٽري ڊيٽا). جيتوڻيڪ سڀني ليگنڊز لاءِ RMSD ۽ RMSF قدر هڪ مستحڪم حد اندر رهيا، جيڪو AChE-ligand ڪمپليڪس ۾ ڪا به اهم تبديلي نه ڏيکاري ٿو (شڪل 12)، اهي پيرا ميٽرز اڪيلو مرڪب جي وچ ۾ بائنڊنگ ماس ۾ فرق کي مڪمل طور تي بيان ڪرڻ لاءِ ڪافي نه آهن.