Studi dinamika molekular kompleks glibenklamid sur sel β pangkreas dalam aktivitasnya sebagai obat antidiabetes

ABSTRAK:

Diabetes mellitus (DM) adalah penyakit yang disebabkan oleh gangguan metabolisme yang terjadi pada pankreas yang ditunjukkan dengan peningkatan gula darah atau kondisi hiperglikemia yang disebabkan oleh penurunan jumlah insulin yang diproduksi pankreas. Glibenklamid adalah obat antidiabetes oral untuk pasien hiperglikemik yang meningkatkan pelepasan insulin endogen dan menurunkan kadar glikogen serum. Tujuan dari penelitian ini adalah perubahan struktur 3D dan stabilitas kompleks-GBM Sel β pangkreas. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah dinamika molekuler yang dilakukan menggunakan perangkat lunak YASARA Dynamics dengan simulasi membran selama 100 ns. Parameter yang dijelaskan meliputi Root Mean Square Deviation (RMSD), Root Mean Square Fluctuation (RMSF), serta analisis ikatan hidrogen. Dari penelitian yang telah dilakukan, memperoleh hasil RMSD sebesar 1.36 nm selama simulasi 100 ns yang menunjukkan kestabilan struktural relatif dengan fluktuasi yang dapat diterima untuk sistem biomolekuler. Analisis RMSF menunjukkan bahwa sebagian besar residu memiliki nilai RMSF di bawah 3 Å. Secara keseluruhan, ini menunjukkan bahwa protein kompleks SUR dan senyawa antidiabetes tetap stabil dan mampu mempertahankan interaksi penting yang diperlukan untuk merangsang pelepasan insulin. Penemuan ini membuka peluang untuk merancang dan menguji senyawa baru yang memiliki struktur atau cara kerja serupa dengan glibenklamid sebagai alternatif atau pengembangan lebih lanjut dari terapi antidiabetes.

ABSTRACT:

Diabetes mellitus (DM) is a disease caused by metabolic disorders in the pancreas, characterized by elevated blood sugar levels or hyperglycemia, resulting from reduced insulin production by the pancreas. Glibenclamide is an oral antidiabetic drug for hyperglycemic patients that increases the release of endogenous insulin and reduces serum glycogen levels. The objective of this study was to investigate changes in the 3D structure and stability of the GBM-β cell complex of the pancreas. The method used in this study was molecular dynamics performed using YASARA Dynamics software with membrane simulations over 100 ns. The parameters described include Root Mean Square Deviation (RMSD), Root Mean Square Fluctuation (RMSF), and hydrogen bond analysis. From the study conducted, an RMSD value of 1.36 nm was obtained during the 100 ns simulation, indicating relative structural stability with acceptable fluctuations for a biomolecular system. RMSF analysis showed that most residues had RMSF values below 3 Å. Overall, this indicates that the SUR complex protein and antidiabetic compound remain stable and capable of maintaining the important interactions required to stimulate insulin release. This discovery opens up opportunities to design and test new compounds that have a structure or mode of action similar to glibenclamide as an alternative or further development of antidiabetic therapy.

مستخلص البحث:

داء السكري (DM) هو مرض ناتج عن اضطراب في التمثيل الغذائي يحدث في البنكرياس، ويتميز بارتفاع مستوى السكر في الدم أو حالة فرط سكر الدم الناتجة عن انخفاض كمية الأنسولين التي ينتجها البنكرياس. غليبينكلاميد هو دواء مضاد للسكري عن طريق الفم لمرضى فرط سكر الدم، يعمل على زيادة إفراز الأنسولين الداخلي وخفض مستوى الجليكوجين في الدم. الهدف من هذا البحث هو تغيير الهيكل ثلاثي الأبعاد واستقرار مركب GBM في خلايا β البنكرياس. الطريقة المستخدمة في هذا البحث هي الديناميكا الجزيئية التي أجريت باستخدام برنامج YASARA Dynamics مع محاكاة الغشاء لمدة ١٠٠ نانو ثانية. المعلمات الموضحة تشمل الانحراف المربع المتوسط الجذري (RMSD) والتذبذب المربع المتوسط الجذري (RMSF) وتحليل الروابط الهيدروجينية. من الدراسة التي أجريت، تم الحصول على نتيجة RMSD تبلغ ١. ٦٣ نانومتر خلال محاكاة ١٠٠نانو ثانية، مما يدل على استقرار هيكلي نسبي مع تقلبات مقبولة للنظام الجزيئي الحيوي. أظهر تحليل RMSF أن معظم البقايا لها قيمة RMSF أقل من ٣ Å. بشكل عام، هذا يشير إلى أن البروتين المركب SUR والمركب المضاد لمرض السكري يظلان مستقرين وقادرين على الحفاظ على التفاعلات المهمة اللازمة لتحفيز إفراز الأنسولين. هذا الاكتشاف يفتح الباب لتصميم واختبار مركبات جديدة ذات بنية أو طريقة عمل مشابهة للغليبينكلاميد كبديل أو تطوير إضافي للعلاج المضاد لمرض السكري.