Eine aktuelle computergestützte Untersuchung hat die physikalisch‑chemischen, biologischen und toxikologischen Eigenschaften von zwei häufig verwendeten nichtsteroidalen Antirheumatika (NSAIDs) sowie einer Reihe ihrer wichtigsten Abbauprodukte analysiert. Die Studie konzentrierte sich auf Ketoprofen (KTP) und Ibuprofen (IBP) und bewertete deren potenzielle Auswirkungen auf den Menschen und die Umwelt.
Methodik
Die Forschenden setzten Dichtefunktionaltheorie (DFT) mit dem B3LYP/6‑31g+(d,p) Basis‑Set ein, um die spektralen und physikalisch‑chemischen Parameter der untersuchten Verbindungen zu bestimmen. Zusätzlich wurden mehrere rechnergestützte Verfahren angewandt, um biologische Aktivität und Toxizität zu prognostizieren, darunter ADMET‑ und PASS‑Modelle.
Docking‑Ergebnisse
Durch molekulare Docking‑Analysen wurde das Bindungsverhalten der Verbindungen gegenĂĽber dem acetylÂierten menschlichen Cyclooxygenase‑2‑Rezeptor (PDB‑ID 5F19) untersucht. Das Degradat 2‑hydroxy‑Ibuprofen (IBP5) zeigte die stärksten Bindungsinteraktionen, während das Degradat 2‑(4‑Methylphenyl)‑propansäure (IBP6) die höchsten Enthalpie‑ und Freie‑Energie‑Werte erreichte. Im Gegensatz dazu wiesen KTP2 und KTP3 die niedrigsten Bindungsaffinitäten auf.
Elektronische Eigenschaften
Die Berechnungen der HOMO‑LUMO‑Lücken ergaben, dass KTP1 mit einer Lücke von 3,806 eV die geringste energetische Trennung aufweist, wohingegen IBP2 mit 6,063 eV die größte Lücke besitzt. Diese Unterschiede können Einfluss auf die Reaktivität und Stabilität der Verbindungen haben.
Toxikologische Bewertung
Die ADMET‑ und PASS‑Prognosen identifizierten mehrere Abbauprodukte mit potenziell karzinogenen, nephrotoxinischen und hämatotoxinischen Eigenschaften. Diese Ergebnisse unterstreichen das mögliche Risiko, das von den Degradaten für menschliche Organismen ausgehen kann.
Molekulardynamik‑Simulation
Eine 100‑Nanosekunden‑Simulation der Ligand‑Rezeptor‑Komplexe zeigte konstante Stabilität und bestätigte die Bedeutung von Wasserstoffbrückenbindungen für die Aufrechterhaltung der Bindung während der gesamten Simulationsdauer.
Implikationen
Die vorliegenden Befunde legen nahe, dass sowohl die Ausgangs‑NSAIDs als auch deren Abbauprodukte eine nicht zu unterschätzende toxikologische Belastung für Umwelt und Gesundheit darstellen können. Die Autoren betonen, dass die Ergebnisse das Bewusstsein für potenzielle Risiken erhöhen und als Grundlage für weiterführende experimentelle Untersuchungen dienen sollten.
Dieser Bericht basiert auf Informationen von PLOS ONE, lizenziert unter Creative Commons BY 4.0 (Open Access). Wissenschaftliche Inhalte, offen zugänglich.
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