Mekanisme interaksi sebatian psikoaktif daripada Mitragyna speciosa dengan albumin serum manusia dan glikoprotein asid-a1: pendekatan biofizik dan pemodelan molekul

Abstract

Mitragyna speciosa (lazimnya dikenali sebagai ketum) adalah tumbuhan psikoaktif yang daunnya digunakan secara tradisional sebagai pelega kesakitan dan agen peransang. Alkaloid indol utama ketum, mitraginin (MTG) dan terbitannya, 7-hidroksimitraginin (7-OH-MTG), bertanggungjawab terhadap kesan analgesik tumbuhan ini yang diperantara oleh reseptor opioid. Efikasi dan sifat farmakokinetik sebatian fitokimia ini adalah berkaitan dengan interaksinya dengan protein plasma, terutamanya albumin serum manusia (HSA) dan glikoprotein asid-α1 (AAG). Sehingga kini, hanya terdapat kajian MTG dan 7-OH-MTG dengan keseluruhan protein plasma yang telah dilakukan, namun tiada kajian spesifik terhadap HSA dan AAG. Oleh itu, kajian ini bertujuan untuk mencirikan secara komprehensif profil pengikatan MTG dengan HSA dan AAG menggunakan kedua-dua pendekatan eksperimen (kalorimetri, spektroskopi dan mikroskopi) dan pengkomputeran (simulasi dok dan dinamik molekul). Manakala, profil pengikatan 7-OH-MTG dengan HSA dan AAG hanya dikaji menggunakan pendekatan pengkomputeran. Analisis in silico ADMET mencadangkan MTG dan 7-OH-MTG sebagai calon dadah psikoaktif yang berpotensi dengan ketoksikan dan profil farmakokinetik yang baik. Analisis data pendarfluor dan kalorimetri pentitratan isoterma menunjukkan afiniti pengikatan yang sederhana bagi kompleks protein–MTG (pemalar asosiasi (Ka) = 103–105 M–1), dengan interaksi yang lebih kuat antara MTG dan AAG berbanding dengan HSA. Data dikroisme membulat dan pendarfluor 3D menunjukkan bahawa pengikatan MTG mempunyai kesan yang minimum terhadap integriti struktur kedua-dua protein. Ini disokong oleh perubahan dalam spektrum penyerapan UV bagi HSA dan AAG setelah pentitratan MTG; serta dimensi protein yang diperhatikan menggunakan mikroskopi daya atom. Hasil eksperimen sesaran dadah kompetitif dan simulasi dok molekul adalah konsisten, yang menunjukkan bahawa tapak III HSA (pada subdomain IB) adalah tapak pengikatan utama bagi MTG. Hasil simulasi dok menunjukkan bahawa 7-OH-MTG juga mengikat pada tapak yang sama tetapi dengan tenaga pengikatan lebih rendah berbanding MTG. Bagi AAG, kedua-dua sebatian mengedok pada saku pengikatan hidrofobik pusat bagi kedua-dua varian F1*S dan A dengan perbezaan minor dalam orientasi pengikatan. Penglibatan interaksi hidrofobik (alkil, pi−alkil, pi−pi), ikatan hidrogen dan daya van der Waals dicadangkan dalam penstabilan kompleks protein–ligan. Simulasi dinamik molekul menyokong kestabilan protein apabila berkompleks dengan MTG dan 7-OH-MTG. Hasil daripada kajian ini adalah penting dalam pembangunan sebatian-sebatian terbitan ketum sebagai agen terapeutik.