Sterilizovaný fermentovaný nápoj sa v počítačovej štúdii zameriava na obezitu a cukrovku 2

Sterilizovaný fermentovaný nápoj sa v počítačovej štúdii zameriava na obezitu a cukrovku 2

Analýzou nápojov, ktoré by ľudia skutočne konzumovali, výskumníci odhaľujú, ako by sterilizované rastlinné fermenty mohli teoreticky ovplyvniť inzulín, lipidy a zápalové cesty, čím položili základy pre budúce experimentálne testovanie.

Nedávna štúdia v časopiseVedecké správyidentifikovali, charakterizovali a vyhodnotili bioaktívne molekuly v terminálne sterilizovanom, probiotickom fermentovanom, liečivom potravinovom homológu (MFH) nápoji, ktorý môže pôsobiť proti obezite a cukrovke 2. typu (T2D).in silicoViaccieľová modulácia metabolického zápalu.

Globálna záťaž obezitou a cukrovkou 2. typu

Viac ako jeden z ôsmich dospelých trpí obezitou a viac ako 500 miliónov trpí cukrovkou 2. typu, čo je syndemická choroba, ktorá vedie k srdcovým chorobám, zlyhaniu obličiek a strate produktivity. Rodiny to pocítia pri pokladni v potravinách a pri pulte lekárne. Účinné lieky, ako sú agonisty receptora glukagónu podobného peptidu-1 (GLP-1), fungujú, ale praktické využitie obmedzujú náklady, vedľajšie účinky a prístup.

Potraviny a fermenty riadené tradičnou čínskou medicínou (TCM) sú lacné, skladovateľné možnosti, ktoré môžu ľudia piť denne.

Väčšina výskumov však charakterizuje skôr surové bylinky než konečný sterilizovaný nápoj, ktorý ľudia skutočne konzumujú. Na objasnenie toho, ktoré molekuly prežijú spracovanie a ako ovplyvňujú inzulín, lipidy a zápal, sú potrebné integrované chemické a systémové analýzy.

Ďalší výskum by mal otestovať tieto mechanizmy na bunkách a ľuďoch, keďže súčasné zistenia sú založené výlučne na výpočtových analýzach.

Profilovanie bioaktívnych látok v sterilizovanom nápoji MFH

Výskumníci analyzovali hotový, terminálne sterilizovaný fermentovaný nápoj (FH03FS) vyrobený z piatich rastlín MFH, ako je Radix ofMillettia speciosaLotosový list, mníšsky plod, mandarínková kôra aCinnamomi kôra. Z bezpečnostných dôvodov sa najskôr tepelne upravujú a potom fermentujúLacticaseibacillus paracaseiALactiplantibacillus plantaruma nakoniec pasterizované kvôli stabilite.

Fytochemikálie boli profilované použitím ultravýkonnej kvapalinovej chromatografie-tandemovej hmotnostnej spektrometrie (UPLC-MS/MS). Pri zlúčeninách s relatívnym výskytom >0,1 % sa hodnotila orálna biologická dostupnosť a podobnosť s liekom.

In silicoPredpovede absorpcie, distribúcie, metabolizmu, vylučovania a toxicity (ADMET) zahŕňali gastrointestinálnu (GI) absorpciu, permeabilitu hematoencefalickej bariéry, stav substrátu P-glykoproteínu (P-gp) a inhibíciu cytochrómu P450 (CYP).

Systémové analýzy využívali sieťovú farmakológiu na pretínanie predpovedaných cieľových zlúčenín s obezitou a súbormi génov T2D, sieťami interakcie proteín-proteín (PPI), génovou ontológiou (GO) a analýzami obohatenia dráh Kjótskej encyklopédie génov a genómov (KEGG) na definovanie hlavných uzlov a dráh.

Molekulárne dokovanie kvantifikované viazanie (kcal/mol) medzi prioritnými zlúčeninami a hubovými proteínmi, molekulárna mechanika/Poisson-Boltzmannov povrch (MM-PBSA), simulácie riadenej molekulárnej dynamiky (100 ns) hodnotili stabilitu pomocou strednej kvadratickej odchýlky (RMSD), strednej kvadratickej fluktuácie (RMSF), polomeru gyrácie (Rg) a povrchovej plochy dostupnej rozpúšťadlu.

Toto potrubie spolu spája „to, čo je vo fľaši“ s tým, „čo by to mohlo robiť“ v metabolicko-zápalových sieťach, ako to predpovedajú skôr výpočtové modely než experimentálne testy.

Chemické profilovanie identifikuje desať dôležitých bioaktívnych látok

UPLC-MS/MS detekovalo 3 387 molekúl z fenylpropanoidov/polyketidov, organoheterocyklov, lipidov, benzoidov a alkaloidov. Výsledkom bolo desať farmakokineticky priaznivých účinných látok, medzi ktorými dominovali aporfínové alkaloidy (nuciferín, asimilobín) a flavonoidy (izozinensetín, morín, 5,7,3′,4′-tetrametoxyflavón, 7,4′-di-O-metylapigenín, 3,3′,4′,5,6,7,8-heptametoxyflavón, 5-desmetylsinensetín), plus (S)-koklaurín a lignan eudesmín.

ADMET navrhol vysokú gastrointestinálnu absorpciu a všeobecne nízke bezpečnostné riziká; Väčšina zlúčenín nespustila indikátory mutagenity ľudského ether-à-go-go related génu (hERG) alebo Amesovho testu (AMES), zatiaľ čo niektoré vykazovali interakcie CYP, ktoré by sa mali monitorovať v polyfarmácii.

Modelovanie systémov spája bioaktívne látky s metabolickým zápalom

Predikcia cieľa pretínala 338 predpokladaných zložených cieľov s tisíckami génov obezity a T2D, čím sa získalo 144 prekrývajúcich sa uzlov. Topológia siete destilovala 20 základných proteínov, ktoré sú ústredné pre metabolický zápal a inzulínovú signalizáciu, vrátane receptora gama aktivovaného peroxizómovým proliferátorom (PPARG), estrogénového receptora 1 (ESR1), RAC alfa-serín/treonín proteínkinázy (AKT1), faktora nekrózy nádorov (TNF), regulátora interleukínu-1 beta (IL31B), aktivátora signálnej transdukcie (IL31B), signálnej transdukcie. B-bunkový lymfóm 2 (BCL2), bunkový nádorový antigén p53 (TP53), protoonkogénna tyrozín proteínkináza Src (SRC), mechanistický cieľ rapamycínu (MTOR) a matricové metaloproteinázy (MMP2/MMP9).

Obohatenie GO a KEGG zvýraznilo signálne dráhy relevantné pre biológiu metabolických ochorení, vrátane inzulínovej rezistencie, signalizácie lipidov a aterosklerózy, receptora pre pokročilé glykačné koncové produkty pre signálne dráhy AGE (AGE-RAGE) a jadrových kaskád, ako je fosfoinozitid 3-kináza-Akt (PI3K-Akt), cyklický kinázový (APK-aktivovaný proteín), cyklický kinázový (PKMAP) proteín a cyklický fosfát (aktivovaný proteín kinázou a PKAMP). estrogénová signalizácia.

Tieto siete odrážajú štatisticky obohatené asociácie dráh a vierohodne spájajú denný nápoj so zvýšeným transportom glukózy cez glukózový transportér typu 4 (GLUT4), zníženou pečeňovou glukoneogenézou prostredníctvom proteínu forkhead box O1 (FOXO1), zoslabenou zápalovou signalizáciou a zmenenou manipuláciou s lipidmi vo výpočtových sieťových modeloch.

Dokovanie a simulácie demonštrujú stabilitu väzby

Molekulárne dokovanie podporovalo zapojenie viacerých cieľov. Morin viazal ESR1, BCL2 a SRC s vysokou afinitou; Niekoľko flavonoidov a (S)-koklaurín podporovali PPARG a 5-desmetylsinensetín zacielený na AKT1. Je pozoruhodné, že nuciferín vykazoval širokú predpovedanú väzbu naprieč viacerými metabolickými centrami.

Dva reprezentatívne komplexy boli podrobené MD simuláciám. Morin-ESR1 sa rýchlo stabilizoval (RMSD ≈ 0,26 nm), zachoval si vodíkové väzby a vykazoval van der Waalsovu väzbu cez MM-PBSA s konzistentnými SASA a Rg, charakteristikami nízkoenergetickej väzbovej polohy.

Asimilobin-PPARG vykazoval podobnú stabilitu (RMSD ≈ 0, 28 nm) s väčšími elektrostatickými príspevkami a perzistentnými hydrofóbnymi kontaktmi po menšej optimalizácii v strede trajektórie.

Celkovo vzaté, trajektórie odhalili jediné hlboké minimum v krajine voľnej energie, čo naznačuje pretrvávajúce väzbové režimy v rámci simulovaných systémov.

Potenciál pre dostupnú, fermentovanú metabolickú podporu

V komunitách, ktoré vyrovnávajú rozpočty na potraviny a účty za lekárne, je potrebný fermentovaný nápoj stabilný pri skladovaní, ktorý prežije sterilizáciu s neporušenými aporfínmi a flavonoidmi a ktorýin silicozahŕňa PPARG, AKT1, ESR1 a zápalové uzliny, ktoré poskytujú hodnoverný a dostupný doplnok k diéte a cvičeniu ako hypotézu vytvorenú výpočtovou analýzou. Nenahrádza GLP-1 alebo sodíkovo-glukózový kotransportér-2 (SGLT2) terapie, ale mohol by pomôcť domácnostiam riadiť glukózu, lipidy a zápal správnym smerom, ak budúce experimentálne a klinické štúdie potvrdia biologickú relevantnosť.

Závery a budúce experimentálne smery

Terminálne sterilizovaný MFH fermentovaný nápoj (FH03FS) obsahuje aporfínové alkaloidy a flavonoidy s priaznivými profilmi ADMET, vysokou predpovedanou GI absorpciou a viaccieľovými účinkami naprieč inzulínovými, lipidovými a zápalovými cestami identifikovanými pomocou integrovaných metód.in silicoPrístupy.

Sieťová farmakológia, molekulárne dokovanie a 100 ns MD simulácie (s MM-PBSA) naznačujú stabilnú väzbu na jadrové uzly, ako sú PPARG, ESR1, AKT1, TNF a ďalšie, v súlade s dráhami inzulínovej rezistencie KEGG, signalizáciou PI3K-Akt, MAPK a AGE-RAGE.

Tieto výpočtové výsledky generujú testovateľné hypotézy, že denný, cenovo dostupný nápoj by mohol doplniť modifikáciu životného štýlu a konvenčnú starostlivosť, pričom sa čaká na overenie prostredníctvom experimentálnych štúdií a štúdií na ľuďoch. Ďalšie kroky by mali zahŕňať biofyzikálne testovanie, modelovanie buniek a pokusy na ľuďoch, aby sa potvrdila účinnosť, bezpečnosť, dávka a interakcie v reálnych podmienkach.

Zdroje: