Synthesis, Biological Evaluation, and In Silico Characterization of Novel Imidazothiadiazole-Chalcone Hybrids as Multi-Target Enzyme Inhibitors

Yükleniyor...
Küçük Resim

Tarih

Dergi Başlığı

Dergi ISSN

Cilt Başlığı

Yayıncı

Mdpi

Erişim Hakkı

info:eu-repo/semantics/openAccess

Araştırma projeleri

Organizasyon Birimleri

Öğe Türü: Organizasyon Birimi ,
Fen Fakültesi, Biyoteknoloji Bölümü
Biyoteknoloji, diğer klasik sektörlerden farklı olarak yüksek istihdam yaratan, Ar-Ge yoğunluğu fazla olan, araştırma merkezleri ve üniversiteler ile iç içe faaliyet gösteren bir sektördür. Bugün, başta çevre, sağlık, gıda, enerji, tarım olmak üzere pek çok alanda insanlık olarak karşı karşıya bulunduğumuz problemlerin çözümünde biyoteknoloji ciddi fırsatlar sunmaktadır. Birçok tıbbi bitki ve hayvanın üretimi yanı sıra çeşitli antibiyotik, antikor, aşı, yapay organ ve doku üretimi gibi pek çok alanda biyoteknolojik yöntemlerden yararlanılmaktadır. Ayrıca biyoteknoloji, sağlık, doğal kaynak ve ekosistemlerin sürdürülebilirliğine ilişkin sorunlara da teknolojik çözümler sunmakta ve farklı endüstrilerdeki kullanımları ile verimlilik artışına büyük katkılar sağlamaktadır. Fen Fakültesi bünyesinde Biyoteknoloji Bölümü Yüksek Öğretim Kurumu tarafından 2016 yılı itibari ile açılmış olup, Lisans Programına ilk öğrencilerini 2016-2017 eğitim-öğretim yılında almıştır.

Dergi sayısı

Özet

Background/Objectives: The need for dual-targeted enzyme inhibitors is critical in addressing complex diseases like Alzheimer's and glaucoma. Imidazothiadiazole and chalcone moieties are known for diverse bioactivities. This study aimed to develop novel imidazothiadiazole-chalcone hybrids as potential inhibitors of acetylcholinesterase (AChE), butyrylcholinesterase (BChE), and human carbonic anhydrase isoforms (hCAs), specifically hCA I and hCA II. Methods: Four hybrid molecules (8a-8d) were synthesized and structurally confirmed via 1H NMR, 13C NMR, FT-IR, MS, and elemental analysis techniques. Their enzyme inhibitory activities were assessed using Ellman's and Verpoorte's methods. Molecular docking and 100 ns molecular dynamics (MD) simulations were conducted to examine binding interactions. Absorption, distribution, metabolism, excretion, and toxicity (ADMET) properties were predicted using the pkCSM platform. Results: All compounds showed strong enzyme inhibition: AChE (Ki: 3.86-11.35 nM), BChE (Ki: 1.01-1.78 nM), hCA I (Ki: 45.13-81.24 nM), and hCA II (Ki: 36.08-52.45 nM). Docking analyses confirmed favorable binding, particularly with active-site residues. MD simulations demonstrated stable interactions throughout 100 ns. Compound 8a exhibited the highest cholinesterase inhibition, while compounds 8d and 8c were the most potent against hCA I and hCA II, respectively. The ADMET results showed high absorption and acceptable safety, with mild mutagenicity or cardiotoxicity concerns in select compounds. Conclusions: These findings suggest that imidazothiadiazole-chalcone hybrids are promising multi-target enzyme inhibitors. Their potent activity, structural stability, and pharmacokinetic potential support their further development for therapeutic use in neurodegenerative and ocular diseases.

Açıklama

Anahtar Kelimeler

Imidazothiadiazole, Chalcone Hybrids, Carbonic Anhydrase Inhibitors, Acetylcholinesterase Inhibitors, Butyrylcholinesterase Inhibitors, Molecular Docking, Molecular Dynamics Simulation

Kaynak

Pharmaceuticals

WoS Q Değeri

Scopus Q Değeri

SDG

Cilt

18

Sayı

7

Künye

Onay

İnceleme

Ekleyen

Referans Veren