Farklı antimikrobiyal ajanların streptococcus mutans sortaz A enzimi üzerindeki etkinliklerinin moleküler modelleme yöntemi ile incelenmesi

Diş çürüğü, dünya nüfusunun yarısında görülen önemli ölçüde, ağrı, diş kaybı, yetersiz beslenme ve kaygıya neden olan yaygın bir kronik hastalıktır. Gram-pozitif bakteri Streptococcus mutans (S.mutans) diş çürüğünün ana patojeni olarak kabul edilir. S.mutans'ın yüzey proteinlerinden Sortaz A (SrtA) enzimi, biyofilm oluşumu ile ilişkili enfeksiyonların önlenebilmesi için antimikrobiyal ve çürük önleyici maddelerin geliştirilmesinde potansiyel bir hedeftir. Bu çalışmada, moleküler modelleme yöntemleri kullanılarak S.mutans SrtA enziminin inhibisyon mekanizmasının moleküler seviyede aydınlatılması ve temel yapısal özelliklerini ortaya çıkarılması ile mevcut inhibitörlerden daha etkin ve daha az yan etkiye sahip inhibitörlerin belirlenip deneysel çalışmalara ışık tutması hedeflenmektedir. Bu doğrultuda 1. aşamada; hedef enzimin 3-boyutlu yapısı ve inhibitörlerin bağlanma afinitesi gösterebileceği etkileşim bölgeleri belirlenmiştir. 2.aşamada, veri tabanları aracılığıyla S.mutans SrtA enzimi inhibisyonuna yönelik kimyasal bileşikler taranmıştır. 3.aşamada taranan bu bileşikler farmakokinetik açıdan değerlendirilmiştir. 4.aşamada; farmakokinetik açıdan uygun olan bileşikler ile hedef enzim yapısı arasında moleküler kenetlenme yöntemi uygulanarak serbest bağlanma enerjisi ve inhibisyon katsayısı hesaplanmıştır. Son aşamada ise, enzim-ligand etkileşim mekanizmasında rol oynayan aminoasitler moleküler seviyede aydınlatılmıştır. Taramalar sonucunda, S.mutans SrtA enzimi inhibisyonuna yönelik 102 bileşik belirlenmiştir. S.mutans üzerindeki antibakteriyel etkisi bilinen klorheksidin (CHX) pozitif kontrol olarak belirlenmiştir. Yapılan kenetlenme sonuçlarına göre, S.mutans SrtA enzimine karşı 6 bileşik (78, 10, 75, 12, 17, 97) pozitif kontrol CHX'in serbest bağlanma enerjisinden (-6.29 kcal/mol) yüksek bağlanma enerjisine sahip olup (sırasıyla, -7.18, -6.59, -6.53, -6.47, -6.43, -6.39 kcal/mol) daha etkin bağlanma affinitesi göstermiştir. Ayrıca bu etkin bileşikler CHX'e göre farmakokinetik açıdan daha uygun bulunmuş ve SrtA enziminin biyolojik aktivitesinde önemli role sahip Arg213 ve Cys205 aminoasitleriyle güçlü bir kimyasal etkileşim oluşturmuşlardır. Bu çalışma sayesinde, çok sayıda kimyasal bileşiğin daha hızlı bir şekilde test edilererek diş çürüğünün önlenmesine yönelik olarak SrtA enzimine karşı daha etkin ve spesifik inhibitörlerinin geliştirilmesine imkân sağlanmıştır. Anahtar kelimeler: Diş çürüğü, enzim inhibisyonu, moleküler kenetlenme, Streptococcus mutans, Sortaz A