Royal Society open science · 2025

Сравнительное исследование нанокапсулы на основе кавитанд как средства доставки наркотиков для исследования по борьбе с раком и множественным склерозом - DFT.

СтатьяНазвание и аннотация: Машинный перевод · не проверен

Обработка статьи · этапы, ошибки и управление

Загрузка состояния…

История · было → стало

Состояние обновляется каждые 5 секунд, пока блок открыт. Процент показывается только там, где известен объём работы. Пауза останавливает продолжение этапа; текущий запрос к источнику может завершиться.

Ahsan Annum, Sarfaraz Sehrish, Hamid Malai Haniti S A, Sheikh Nadeem S, Ayub Khurshid

Аннотация

Системы доставки наркотиков с помощью наносферы обеспечивают платформу для изменения элементарных свойств, связанных с частицами наркотиков, в целях ограничения их неблагоприятного воздействия. В этой связи считается, что в качестве средства доставки наркотиков используется глубокая димерическая нанокапсула на основе бензимидазолона. В настоящем исследовании мы сообщали о нанокапсулах на основе бензимидазолона как о системах доставки наркотиков, т.е. ампира (АМ) и merceptopin (MP) на уровне теории M06-2x/6-31G(d,p). АМ и MP-медики взаимодействуют с нанокапсулой с энергиями взаимодействия -26,02 ккал моль-1 и -24,01 ккал моль-1, соответственно. Результаты квантовой теории атомов в молекулах (QTAIM) и нековалентного индекса (NCI) анализируют, что обе молекулы лекарств стабилизируются внутри нанокапсул через взаимодействие водорода и ван дер Ваалса. Передача заряда подтверждается результатами анализа различий в плотности электронов (ЭДД). Кроме того, в случае MP@cap наблюдается несколько более высокая передача заряда (естественная орбитальная связь; NBO) по сравнению с AM@cap. Кроме того, проведенный на пограничных молекулярных орбитах (ФМО) анализ показывает, что в случае MP@cap наблюдается более значительное сокращение разрыва в энергии по сравнению с нанокапсулой. Результаты ФМО согласуются с результатами анализа энергии взаимодействия, анализа NBO и EDD. Кроме того, мы использовали анализ ab initio молекулярной динамики (AIMD) для выявления динамической стабильности системы доставки наркотиков после загрузки наркотиков. Молекулярная стыковка была проведена для связывания кинетики или энзиматического взаимодействия отобранных лекарств. И эффект pH изучается для понимания механизма отгрузки лекарств, что явно свидетельствует о снижении значений Eint, указывающих на облегчение отгрузки. Анализ значений dipole мгновений показывает, что нанокапсула будет более эффективно перевозить MP-медикамент по сравнению с молекулой АМ. В целом результаты свидетельствуют о том, что нанокапсул, основанный на бензимидазолоне, является более эффективным носителем антираковой молекулы по сравнению с другими лекарствами.

Оригинал публикации

Comparative study of cavitands-based nanocapsule as a drug delivery vehicle for an anti-cancer and multiple sclerosis drug-A DFT study.

Nanoscale-assisted drug delivery systems give a platform to alter elementary properties associated with drug particles to limit their adverse effects. In this regard, deep benzimidazolone cavitand-based dimeric nanocapsule, which can act as good host for small guest molecules, is considered to be used as drug delivery vehicle. In the current study, we report the benzimidazolone cavitand-based nanocapsules as drug delivery systems for the drugs, i.e. ampyra (AM) and merceptopurine (MP) at M06-2x/6-31G(d,p) level of theory. AM and MP drugs interact with the nanocapsule with the interaction energies of -26.02 kcal mol-1 and -24.01 kcal mol-1, respectively. The results of quantum theory of atoms in molecules (QTAIM) and non-covalent index (NCI) analyses divulge that both the drug molecules are stabilized inside nanocapsule via the hydrogen bonding and van der Waals interactions. The transfer of charge is confirmed through electron density difference (EDD) analyses. Moreover, in the case of MP@cap slightly higher transfer of charge (natural bond orbital; NBO) is observed as compared with AM@cap. Furthermore, frontier molecular orbital (FMO) analyses show the higher energy gap reduction in the case of MP@cap as compared with nanocapsule. The FMO results are consistent with the results of interaction energies, NBO and EDD analyses. Additionally, we have employed ab initio molecular dynamics (AIMD) analysis to find the dynamical stability of drug delivery system after drug loading. Molecular docking has been performed for binding kinetics or the enzymatic interactions of the selected drugs. And, pH effect is studied for understanding the off-loading mechanism of the drugs, which clearly shows the decrease in Eint values pointing towards easier offloading. The analyses of values of dipole moment show that nanocapsule will carry MP drug more efficiently to the target site as compared with AM drug molecule. Overall, the results divulge that the benzimidazolone cavitand-based nanocapsule acts as better carrier for an anti-cancer drug molecule as compared with the other drugs.

Сравнительное исследование нанокапсулы на основе кавитанд как средства доставки наркотиков для исследования по борьбе с раком и множественным склерозом - DFT.

Ошибки и ограничения

Аннотация

Comparative study of cavitands-based nanocapsule as a drug delivery vehicle for an anti-cancer and multiple sclerosis drug-A DFT study.