Design, synthesis, and molecular docking studies of

Acetazolamide Cancer Carbonic anhydrase Docking Sulfonamide

Journal

Journal of Taibah University Medical Sciences
ISSN: 1658-3612
Titre abrégé: J Taibah Univ Med Sci
Pays: Saudi Arabia
ID NLM: 101621911

Informations de publication

Date de publication:
Feb 2024
Historique:
received: 14 06 2023
revised: 02 10 2023
accepted: 26 10 2023
medline: 4 12 2023
pubmed: 4 12 2023
entrez: 4 12 2023
Statut: epublish

Résumé

The goal of this study was to design and enable development of anticancer sulfonamides by coupling amines and dansyl chloride with strategically selected substituents. The synthesized structures were characterized by NMR and mass spectrometry. In addition, molecular docking analysis was used to determine the binding ability of sulfonamides toward 1AZM, a possible drug target, as compared with that of the well-known drug acetazolamide. Sulfonamides were synthesized by coupling amines and dansyl chloride under highly favorable conditions. The designed sulfonamides incorporated strategically positioned substituents to impart diverse biological properties. The synthesized structures were validated with NMR and mass spectra. Molecular docking analysis was performed to evaluate the binding affinities of the synthesized sulfonamides with the potential drug target 1AZM. The synthesis of sulfonamides through the coupling of amines and dansyl chloride was successfully achieved. The validation of the synthesized structures with NMR and mass spectra confirmed their chemical identities. Molecular docking analysis revealed that the synthesized sulfonamides displayed binding affinities ranging from -6.8 to -8.2 kcal/mol toward the potential drug target 1AZM. Importantly, all derivatives exhibited superior binding affinities to acetazolamide (-5.25 kcal/mol). The coupling of amines and dansyl chloride enabled efficient, straightforward sulfonamide synthesis. The strategic design of sulfonamides with specific substituents endows diverse biological properties, including potential anti-cancer activity. The elucidation of the synthesized compounds with NMR and mass spectra confirmed their structures. Molecular docking analysis demonstrated that the synthesized sulfonamides exhibited favorable binding affinities toward the potential drug target 1AZM. Notably, all derivatives displayed higher binding affinities, ranging from -6.8 to -8.2 kcal/mol, than the recommended drug acetazolamide (-5.25 kcal/mol), thus suggesting their potential as highly effective analogues for further validation in cancer therapy. كان الهدف من هذه الدراسة هو تصميم وإتاحة السلفوناميدات المضادة للسرطان عن طريق اقتران الأمينات وكلوريد الدانسيل مع البدائل الإستراتيجية. وباستخدام تقنيات الرنين المغناطيسي النووي ومطياف الكتلة، تم تشخيص الهياكل المركبة. أيضا، تم استخدام تحليل الالتحام الجزيئي لمعرفة مدى ارتباط السلفوناميدات المصنوعة حديثا بـ 5-أسيتاميدو-1،3،4-ثياديازول-2-سلفوناميد، وهو هدف دوائي محتمل. استلزم هذا التقييم مقارنة ارتباطاتها الملزمة بتلك الموجودة في عقار الأسيتازولاميد المعروف. تم تصنيع السلفوناميدات عن طريق اقتران الأمينات وكلوريد الدانسيل في ظل ظروف مواتية للغاية. أدرجت السلفوناميدات المصممة بدائل ذات موقع استراتيجي لنقل خصائص بيولوجية متنوعة. تم التحقق من صحة الهياكل المركبة باستخدام الرنين المغناطيسي النووي وأطياف الكتلة. تم إجراء تحليل الالتحام الجزيئي لتقييم الارتباطات الملزمة للسلفوناميدات المركبة مع الهدف الدوائي المحتمل 5-أسيتاميدو-1،3،4-ثياديازول-2-سلفوناميد. تم بنجاح تصنيع السلفوناميدات من خلال اقتران الأمينات وكلوريد الدانسيل. أكد التحقق من صحة الهياكل المركبة باستخدام الرنين المغناطيسي النووي وأطياف الكتلة هوياتها الكيميائية. كشف تحليل الالتحام الجزيئي أن السلفوناميدات المُصنّعة أظهرت ارتباطات ربط تتراوح من -6.8 إلى -8.2 كيلو كالوري / مول مع هدف الدواء المحتمل 5-أسيتاميدو-1،3،4-ثياديازول-2-سلفوناميد. الأهم من ذلك، أن جميع المشتقات أظهرت ارتباطات ربط متفوقة مقارنة بالأسيتازولاميد (-5.25 سعرة حرارية/مول). أتاح اقتران الأمينات وكلوريد الدانسيل التوليف الفعال والمباشر للسلفوناميدات. إن التصميم الاستراتيجي للسلفوناميدات مع بدائل محددة سيوفر خصائص بيولوجية متنوعة، بما في ذلك إمكانية النشاط المضاد للسرطان. إن توضيح المركبات المحضرة باستخدام الرنين المغناطيسي النووي وأطياف الكتلة أكد بنيتها. أظهر تحليل الالتحام الجزيئي أن السلفوناميدات المصنعة أظهرت ارتباطات مواتية مع هدف الدواء المحتمل 5-أسيتاميدو-1،3،4-ثياديازول-2-سلفوناميد. والجدير بالذكر أن جميع المشتقات أظهرت ارتباطات ربط أعلى تتراوح من -6.8 إلى -8.2 كيلو كالوري/مول من عقار الأسيتازولاميد الموصى به (-5.25 كيلو كالوري/مول)، مما يشير إلى إمكاناتها كنظائر فعالة للغاية لمزيد من التحقق من الصحة في علاج السرطان.

Autres résumés

Type: Publisher (ara)
كان الهدف من هذه الدراسة هو تصميم وإتاحة السلفوناميدات المضادة للسرطان عن طريق اقتران الأمينات وكلوريد الدانسيل مع البدائل الإستراتيجية. وباستخدام تقنيات الرنين المغناطيسي النووي ومطياف الكتلة، تم تشخيص الهياكل المركبة. أيضا، تم استخدام تحليل الالتحام الجزيئي لمعرفة مدى ارتباط السلفوناميدات المصنوعة حديثا بـ 5-أسيتاميدو-1،3،4-ثياديازول-2-سلفوناميد، وهو هدف دوائي محتمل. استلزم هذا التقييم مقارنة ارتباطاتها الملزمة بتلك الموجودة في عقار الأسيتازولاميد المعروف.

Identifiants

pubmed: 38047237
doi: 10.1016/j.jtumed.2023.10.006
pii: S1658-3612(23)00155-5
pmc: PMC10692713
doi:

Types de publication

Journal Article

Langues

eng

Pagination

175-183

Informations de copyright

© 2023 The Authors.

Références

Signal Transduct Target Ther. 2020 Jul 2;5(1):113
pubmed: 32616710
Eur J Med Chem. 2019 Jan 1;161:252-276
pubmed: 30366253
Biophys Rev. 2021 Mar 29;13(2):259-272
pubmed: 33936318
J Enzyme Inhib Med Chem. 2022 Dec;37(1):280-286
pubmed: 34894950
Int J Mol Sci. 2020 May 02;21(9):
pubmed: 32370233
Semin Cutan Med Surg. 2009 Mar;28(1):11-4
pubmed: 19341937
Front Pharmacol. 2018 Mar 22;9:245
pubmed: 29623040
Subcell Biochem. 2014;75:221-54
pubmed: 24146382
Adv Pharm Bull. 2017 Sep;7(3):339-348
pubmed: 29071215
Iran J Public Health. 2018 Aug;47(8):1218-1219
pubmed: 30186799
Adv Cancer Res. 2022;155:1-27
pubmed: 35779872
Prog Biophys Mol Biol. 2011 Aug;106(2):353-79
pubmed: 21736894
J Taibah Univ Med Sci. 2022 Aug 14;18(1):32-44
pubmed: 36398020
Chem Biol Drug Des. 2016 Mar;87(3):434-43
pubmed: 26496515
Curr Neuropharmacol. 2017 Nov 14;15(8):1136-1155
pubmed: 28042767
Circulation. 2012 Dec 4;126(23):2749-63
pubmed: 23212997
Int J Oncol. 2019 Feb;54(2):407-419
pubmed: 30570109
Br J Cancer. 2017 Jul 25;117(3):326-331
pubmed: 28654633
Eur J Med Chem. 2021 Dec 15;226:113837
pubmed: 34530384
Oral Dis. 2011 Sep;17(6):550-9
pubmed: 21306481
Acta Pharmacol Sin. 2012 Feb;33(2):261-70
pubmed: 22301862
Lancet Oncol. 2004 Oct;5(10):617-25
pubmed: 15465465
Cold Spring Harb Perspect Med. 2017 Feb 1;7(2):
pubmed: 27793964
Bioorg Med Chem. 2019 Mar 15;27(6):1009-1022
pubmed: 30738655
World J Exp Med. 2012 Jun 20;2(3):45-57
pubmed: 24520533
Sci Am. 1996 Sep;275(3):62-70
pubmed: 8701295
Eur J Cancer Care (Engl). 2001 Sep;10(3):147-63
pubmed: 11829374
Cureus. 2020 Jun 2;12(6):e8414
pubmed: 32626629
Med Res Rev. 2003 Sep;23(5):535-58
pubmed: 12789686
Eur J Med Chem. 2022 May 5;235:114257
pubmed: 35367710
Iran J Biotechnol. 2021 Oct 01;19(4):e2917
pubmed: 35350640

Auteurs

Ibrahim T Babalola (IT)

Yobe State University Damaturu, Yobe Nigeria.

Garba Suleiman (G)

Yobe State University Damaturu, Yobe Nigeria.

Classifications MeSH