مطالعه برهم‌کنش نانولوله تک دیواره (7،7) عامل‌دار به‌عنوان حامل دارو با ترکیب‌های ضد‌سرطانی پیریدوبنزیمیدازول

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 بخش شیمی، دانشگاه پیام نور، صندوق پستی 3697–19395 ، تهران، ایران

2 بخش زیست شناسی، دانشگاه پیام نور، صندوق پستی 3697-19395 ، تهران، ایران

10.22036/cr.2021.259893.1128

چکیده

نانولوله‌های کربنی تک‌دیواره به‌دلیل خواص بی‌نظیر شیمی فیزیکی و سمیت پایین، می‌توانند نقش مهمی در انتقال دارو در بیماران سرطانی داشته باشند. این حاملهای دارویی می‌توانند عوارض شیمی درمانی را در بیماران کاهش دهند و نسبت بیشتری دارو را به سلول‌های هدف منتقل کنند و باعث کاهش میزان مصرفی دارو گردد. محاسبات کوانتومی ‌جهت بررسی برهمکنش ترکیبات پیریدوبنزیمیدازول به‌عنوان عامل‌های ضد سرطانی با نانولوله‌‌ی کربنی تک‌دیواره عامل‌دار(7 و7) انجام گرفت. در همه محاسبات از کد Dmol3 در پایه نظریه تابعیت چگالی و روش تقریب شیب تعمیم یافته (GGA) با مجموعه پایه DND استفاده گردید. نواحی ‌واکنش‌پذیر و محل‌های حمله ‌الکتروفیلی و نوکلئوفیلی این ترکیبات با استفاده ‌از توابع فوکویی بر اساس آنالیز بار مولیکن مورد بررسی قرار گرفت. انرژی جذب داروها با نانولوله‌ی کربنی عاملدار محاسبه گردید. ترکیبات دارویی ضدسرطان پیریدو ‌بنزیمیدازول به‌صورت کووالانی بر دیواره کربن نانولوله قرار گرفت. انرژی‌های جذب منفی، برهمکنش قوی واندروالسی مناسب میان دارو و نانولوله کربنی، جذب نسبتاً مناسبی را نشان داد. براساس محاسبات کوانتومی ‌انجام گرفته، نانولوله کربنی تک‌دیواره عامل‌دار(7 و7) می‌تواند به‌عنوان حامل دارویی مناسب در دارورسانی ترکیبات ضدسرطان مشتقات پیریدو بنزیمیدازول مورد استفاده قرار گیرند.

چکیده تصویری

مطالعه برهم‌کنش نانولوله تک دیواره (7،7) عامل‌دار به‌عنوان حامل دارو با ترکیب‌های ضد‌سرطانی پیریدوبنزیمیدازول

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Study of the interaction of functionalized single-walled nanotubes (7, 7) as drug carriers with anticancer compounds of the Pyridobenzimidazole

نویسندگان [English]

  • Nosrat Madadi Mahani 1
  • kourosh bamdad 2
  • Masoomeh Najizadeh anari 2
1 Department of Chemistry, Payame Noor University, 19395-4697, Tehran, Iran
2 Department of Biology, Payame Noor University, 19395-3697
چکیده [English]

The unique physical chemical properties and low toxicity of single walled carbon nanotubes (SWNT) has caused that which have the most effective role in drug delivery in cancer patients. These carriers can reduce the side effects of chemotheraphy in patients and transfer a greater priportion of the drug to target cells. Also , they can minimizes the dose of the drug. The quantum calculations were performed to investigate the interaction of pyridobenzimidazole compounds as anticancer agents with functionalized single-walled carbon nanotubes (7, 7). All calculations have been performed using the DMol3 code, which is based on density functional theory (DFT). The density functional theory was considered within the generalized gradient approximation (GGA) with the double numeric polarized (DND) basis sets. The reactive regions and the electrophilic and nucleophilic attack sites of Pyridobenzimidazole (PBI) derivatives as anticancer agents were investigated using Fukui functions based on mulliken charge analysis. The adsorption energy of the agents with functionalized carbon nanotubes was calculated. Pyridobenzimidazole (PBI) derivatives as anticancer agents were covalently placed on the functionalized carbon nanotubes.
Adsorption energies are found to be negative that negative values of the adsorption energies from thermodynamic consideration denote that the process is exothermic. Also, interaction between PBI derivatives and COOH-SWCNT (7, 7) is strong van der waals and adsorption could be chemical. Based on quantum computations, COOH-SWCNT (7, 7) can be used as carrier in the delivery of Pyrido benzimidazole derivative anticancer compounds

کلیدواژه‌ها [English]

  • Anticancer drug
  • Drug carrier
  • Pyridobenzimidazole (PBI) derivatives
  • functionalized single-walled nanotubes
  • Density functional theory

مراجع

1 D.  Fujisawa, H.Inoguchi, H.Shimoda, K.Yoshiuchi, S. Inoue, et al.  Psychooncology.  25, 491(2016).
2 L.Brannon-Peppas, J.O.  Blanchette, Adv. drug deliv. Rev.  64, 1649 (2014).
3 J.L. Arias, Nanotechnology and drug delivery, volume one: Nanoplatforms in drug delivery, CRC Press 2014.
4 R.Singh, G.Sumana, R.Verma, S.Sood, K.Sood, R.K. Gupta, Malhotra B. Thin Solid Films. 519, 1135(2010).                                                                                                              
5 B.S.  Wong, S.L.Yoong, A.Jagusiak, T.Panczyk, H.K.Ho, W.H. Ang, G.Pastorin, Adv. Drug Deliv. Rev. 65(15), 1964 (2013).   
6 J.J.Davis, M.L.Green, H.A.O.Hill,  Y.C. Leung , P.J.Sadler, J.Sloan, A.V. Xavier,  S.C. Tsang,  Inorganica Chim. Acta. 272, 261 (1998).            
7 A.Bianco, M.Prato,   Adv. Mater. 15, 1765 (2003).          
8 Z.Liu, K.Chen, C.Davis, S.Sherlock, Q.Cao, X. Chen, H.   Dai, Cancer Res. 68, 6652 (2008).   
9 G.Pastorin, W.Wu, S.Wieckowski, J.P.Briand, K.Kostarelos, M. Prato, A.Bianco,   Chem. Comm. 11, 1182 (2006). 
10 Z.Khatti, S.M. Hashemianzadeh, S.A. Shafiei, Adv. Pharm.bull.  8(1), 163 (2018). 
11 M.L.Contreras, C.Torres, I.Villarroel, R.Rozas, Struct. Chem.  30(1), 369 (2019).
12 S.Daneshmehr, Procedia Mat. Sci. 11,131 (2015).
13 M.Kamel, H.Raissi, A.Morsali, M. Shahabi, Appl. Surf. Sci. 434, 492 (2018). 
14 N.Saikia, A.N. Jha, R.C. Deka, RSC Adv. 3(35), 15102 (2013).
15 Z. Chen, D. Pierre, H. He, S. Tan, C. Pham-Huy, H. Hong, J. Huang, Int. J. Pharm. 405 , 153(2011).
16 B. Delley, J. Chem.Phys. 113, 7756 (2000).
17 J .Zhao, H. Park, J. Han, J.P.Lu, J. Phys. Chem. B. 108(14), 4227(2004).
18 H. Park, J. Zhao, J.P. Lu, Nanotechnology, 16, 635(2005).
19 E. Chełmecka,   K. Pasterny, T. Kupka,   L, Stobinski, J. Mol .Model. 18, 2241(2012).
20 K. Burke, Y.Wang, J. P. Perdew, Derivation of a Generalized Gradient Approximation: The PW91 Density Functional. In: Dobson J.F., Vignale G., Das M.P. (Eds) Electronic Density Functional Theory. Springer, Boston, MAH .1998.
21 Akbarzadeh, M.Abbaspour, S.  Salemi, New J. Chem. 40, 310 (2016).   
22 F. Tournus, J. C.  Charlier, Phys. Rev.  B. 71, 165421 (2005).
23   J.   Faver, K.M.   Merz, J.  Chemical Theo.   Comput. 6(2), 548 (2010).
24 S.A.Z.Darwish, R.Y.Elbayaa, H.M.A. Ashour, M.A. Khalil, E.A.M. Badawey, Med. Chem.  8, 86 (2018). 
25 S.A.Siadati, E.Vessally, A.Hosseinian, L.Edjlali, Synth.  Met.  220, 606 (2016).
26 J.M.Mercero, J.M.Matxain, X.Lopez, D.M.York, A.Largo, L.A. Eriksson, J.M.  Ugalde,      Int. J.  Mass Spectrom. 240, 37 (2005). 

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 20 خرداد 1400
  • تاریخ بازنگری: 24 فروردین 1400
  • تاریخ پذیرش: 30 مرداد 1400

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار