การศึกษาด้วยแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์ของเภสัชจลนศาสตร์ ความเป็นพิษ และปฏิสัมพันธ์ระดับโมเลกุลของเบต้า 1,3/1,6 กลูแคนโอลิโกแซคคาไรด์จากเชื้อรากับตัวรับของเซลล์ภูมิคุ้มกัน
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
เบต้า 1,3/1,6 กลูแคนเป็นโพลีแซ็กคาไรด์ในผนังเซลล์ของยีสต์ รา และเห็ด ที่มีผลต่อภูมิคุ้มกัน ปัจจุบันใช้รังสีแกมมาตัดสายให้เป็นโอลิโกแซ็กคาไรด์เพื่อเพิ่มการละลาย แต่ยังไม่ทราบเภสัชจลนศาสตร์และความเป็นพิษ และการจับกับตัวรับของเซลล์ภูมิคุ้มกัน งานวิจัยนี้ใช้แบบจำลองทางคอมพิวเตอร์ศึกษาการดูดซึม การกระจาย เมตาบอลิซึม การขับออก และการเกิดพิษ (ADMET) และปฏิสัมพันธ์ของเบต้า 1,3/1,6 กลูแคนโอลิโกแซคคาไรด์จากเชื้อรากับตัวรับแบบเดกติน-1 และ TLR2 บนนิวโทรฟิล โดยจำลองการจับกันและวิเคราะห์ผลด้วยโปรแกรม UCSF Chimera, AutoDock Vina , Proteins.plus และ PyMOL วิเคราะห์ ADMET ด้วยเว็บเซิร์ฟเวอร์ pkCSM พบว่าเบต้ากลูแคนโอลิโกแซ็กคาไรด์ทั้งขนาด 1.6 และ 0.9 กิโลดัลตัน สามารถจับกับตัวรับเดกติน-1 และ TLR2 ได้ดีกว่าสารอ้างอิง โดยการจับทั้งตัวดีกว่าจับกับตำแหน่งอ้างอิงที่ทราบอยู่เดิม เบต้ากลูแคนขนาด 1.6 กิโลดัลตันจับกับตัวรับ TLR2 ได้ดีกว่าขนาด 0.9 กิโลดัลตัน ผลการวิเคราะห์ ADMET พบว่า เบต้ากลูแคนดูดซึมได้น้อย ผ่านเข้าระบบประสาทต่ำมาก ไม่ถูกเปลี่ยนรูปโดยเอนไซม์ CYP2D6 ไม่เป็นพิษต่อตับหรือสารพันธุกรรม ผลสรุปทำนายได้ว่า เบต้ากลูแคน โอลิโกแซคคาไรด์จากเชื้อราเป็นสารที่มีความเป็นพิษต่ำ และถูกขับออกโดยไม่เปลี่ยนรูป สามารถจับกับตัวรับเดกติน-1 และ TLR2 บนนิวโทรฟิลได้ดีกว่าสารอ้างอิง และน้ำหนักโมเลกุลส่งผลต่อความสามารถในการจับ งานวิจัยนี้บ่งชี้ว่าอาจมีตำแหน่งการจับใหม่บนตัวรับทั้งสอง ซึ่งควรได้รับการศึกษาเพิ่มเติม
Article Details
เอกสารอ้างอิง
Brown GD, Gordon S. Fungal beta-glucans and mammalian immunity. Immunity 2003; 19(3): 311-5.
Qiao Y, Ye X, Zhong L, et al. Yeast β-1,3-glucan production by an outer membrane β-1,6-glucanase: process optimization, structural characterization and immunomodulatory activity. Food Funct 2022; 13(7): 3917-30.
Stier H, Ebbeskotte V, Gruenwald J. Immune-modulatory effects of dietary yeast beta-1,3/1,6-D-glucan. Nutr J 2014; 13: 38.
Tsoni SV, Brown GD. beta-Glucans and dectin-1. Ann N Y Acad Sci 2008; 1143: 45-60.
Xin Y, Ji H, Cho E, et al. Immune-enhancing effect of water-soluble beta-glucan derived from enzymatic hydrolysis of yeast glucan. Biochem Biophys Rep 2022; 30: 101256.
Herre J, Willment JA, Gordon S, et al. The role of Dectin-1 in antifungal immunity. Crit Rev Immunol 2004; 24(3): 193-203.
Taylor PR, Tsoni SV, Willment JA, et al. Dectin-1 is required for beta-glucan recognition and control of fungal infection. Nat Immunol 2007; 8(1): 31-8.
Kalia N, Singh J, Kaur M. The role of dectin-1 in health and disease. Immunobiology 2021; 226(2): 152071.
Brown GD. Dectin-1: a signalling non-TLR pattern-recognition receptor. Nat Rev Immunol 2006; 6(1): 33-43.
Han XQ, Yue GL, Yue RQ, et al. Structure elucidation and immunomodulatory activity of a beta glucan from the fruiting bodies of Ganoderma sinense. PLoS One 2014; 9(7): e100380.
Chan GC, Chan WK, Sze DM. The effects of beta-glucan on human immune and cancer cells. J Hematol Oncol 2009; 2: 25.
Goodridge HS, Wolf AJ, Underhill DM. Beta-glucan recognition by the innate immune system. Immunol Rev 2009; 230(1): 38-50.
Kitchen DB, Decornez H, Furr JR, et al. Docking and scoring in virtual screening for drug discovery: methods and applications. Nat Rev Drug Discov 2004; 3(11): 935-49.
van de Waterbeemd H, Gifford E. ADMET in silico modelling: towards prediction paradise? Nat Rev Drug Discov 2003; 2(3): 192-204.
Meng XY, Zhang HX, Mezei M, et al. Molecular docking: a powerful approach for structure-based drug discovery. Curr Comput Aided Drug Des 2011; 7(2): 146-57.
Brown GD, Gordon S. Immune recognition. A new receptor for beta-glucans. Nature 2001; 413(6851): 36-7.
Brown J, O'Callaghan CA, Marshall AS, et al. Structure of the fungal beta-glucan-binding immune receptor dectin-1: implications for function. Protein Sci 2007; 16(6): 1042-52.
Kang JY, Nan X, Jin MS, et al. Recognition of lipopeptide patterns by Toll-like receptor 2-Toll-like receptor 6 heterodimer. Immunity 2009; 31(6): 873-84.
Patidar A, Mahanty T, Raybarman C, et al. Barley beta-glucan and zymosan induce dectin-1 and toll-like receptor 2 co-localization and anti-leishmanial immune response in Leishmania donovani-infected BALB/c mice. Scand J Immunol 2020; 92(6): e12952.
Tabata K, Ito W, Kojima T, et al. Ultrasonic degradation of schizophyllan, an antitumor polysaccharide produced by Schizophyllum commune fries. Carbohydr Res 1981; 89(1): 121-35.
Mueller A, Raptis J, Rice PJ, et al. The influence of glucan polymer structure and solution conformation on binding to (1→3)-β-d-glucan receptors in a human monocyte-like cell line. Glycobiology 2000; 10(4): 339-46.
Butt SS, Badshah Y, Shabbir M, et al. Molecular docking using chimera and autodock vina software for nonbioinformaticians. JMIR Bioinform Biotechnol 2020; 1(1): e14232.
Coutsias EA, Seok C, Dill KA. Using quaternions to calculate RMSD. J Comput Chem 2004; 25(15): 1849-57.
Pettersen EF, Goddard TD, Huang CC, et al. UCSF Chimera--a visualization system for exploratory research and analysis. J Comput Chem 2004; 25(13): 1605-12.
Eberhardt J, Santos-Martins D, Tillack AF, et al. AutoDock Vina 1.2.0: New Docking Methods, Expanded Force Field, and Python Bindings. J Chem Inf Model 2021; 61(8): 3891-8.
Trott O, Olson AJ. AutoDock Vina: improving the speed and accuracy of docking with a new scoring function, efficient optimization, and multithreading. J Comput Chem 2010; 31(2): 455-61.
Hollingsworth SA, Dror RO. Molecular dynamics simulation for all. Neuron 2018; 99(6): 1129-43.
Pires DE, Blundell TL, Ascher DB. pkCSM: Predicting Small-Molecule Pharmacokinetic and Toxicity Properties Using Graph-Based Signatures. J Med Chem 2015; 58(9): 4066-72.
Hassell AM, An G, Bledsoe RK, et al. Crystallization of protein-ligand complexes. Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. 2007; 63(Pt 1): 72-9.
Camilli G, Tabouret G, Quintin J. The complexity of fungal β-glucan in health and disease: effects on the mononuclear phagocyte system. Front Immunol. 2018; 9.
Adams EL, Rice PJ, Graves B, et al. Differential high-affinity interaction of dectin-1 with natural or synthetic glucans is dependent upon primary structure and is influenced by polymer chain length and side-chain branching. J Pharmacol Exp Ther 2008; 325(1): 115-23.
Chen T, Gao C. Innate immune signal transduction pathways to fungal infection: Components and regulation. Cell Insight 2024; 3(3): 100154.
Hernández-Santos N, Gaffen SL. Th17 cells in immunity to Candida albicans. Cell Host Microbe 2012; 11(5): 425-35.
Ferreira LG, Dos Santos RN, Oliva G, et al. Molecular docking and structure-based drug design strategies. Molecules 2015; 20(7): 13384-421.
Chen R, Zou J, Chen J, et al. Pattern recognition receptors: function, regulation and therapeutic potential. Signal Transduct Target Ther. 2025; 10(1): 216.
Brown GD, Herre J, Williams DL, et al. Dectin-1 mediates the biological effects of β-glucans. J Exp Med 2003; 197(9): 1119-24.
Goodridge HS, Reyes CN, Becker CA, et al. Activation of the innate immune receptor Dectin-1 upon formation of a ‘phagocytic synapse’. Nature 2011; 472(7344): 471-5.
Methacanon P, Weerawatsophon U, Tanjak P, et al. Interleukin-8 stimulating activity of low molecular weight β-glucan depolymerized by γ-irradiation. Carbohydr Polym 2011; 86(2): 574-80.
Lipinski CA, Lombardo F, Dominy BW, et al. Experimental and computational approaches to estimate solubility and permeability in drug discovery and development settings. Adv Drug Deliv Rev. 2001; 46 (1): 3-26.
Singh RP, Bhardwaj A. β-glucans: a potential source for maintaining gut microbiota and the immune system. Front Nutr. 2023;10: 1143682.
Batbayar S, Lee DH, Kim HW. Immunomo-dulation of fungal β-glucan in host defense signaling by dectin-1. Biomol Ther (Seoul). 2012; 20 (5): 433-45.
Jung C, Hugot JP, Barreau F. Peyer's patches: the immune sensors of the intestine. Int J Inflam. 2010;2010:823710.
Mabbott NA, Donaldson DS, Ohno H, et al. Microfold (M) cells: important immuno-surveillance posts in the intestinal epithelium. Mucosal Immunol. 2013; 6(4): 666-77.
Muangpracha N, Rungraung N, Prathumpai W, et al. A dose-escalation study to evaluate safety of a novel β-1,3/1,6-glucan from Ophiocordyceps dipterigena BCC 2073 supplementation in healthy volunteers. Thai J Toxicol 2025; 40(1): 1-28.
Morris GM, Huey R, Lindstrom W, et al. AutoDock4 and AutoDockTools4: Automated docking with selective receptor flexibility. J Comput Chem 2009; 30(16): 2785-91.
Agu PC, Afiukwa CA, Orji OU, et al. Molecular docking as a tool for the discovery of molecular targets of nutraceuticals in diseases manage-ment. Sci Rep 2023; 13(1): 13398.
Sahoo R, Pattanaik S, Pattnaik G, et al. Review on the use of molecular docking as the first line tool in drug discovery and development. Indian J Pharm Sci 2022; 84.
