Activity prediction, structure-based drug design, molecular docking, and pharmacokinetic studies of 1,4-dihydropyridines derivatives as α-amylase inhibitors

Abstract

الملخص: أهداف البحث: يشكل مرض السكري عبئا اقتصاديا كبيرا على البلدان في جميع أنحاء العالم. إن التكاليف المرتبطة بإدارة مرض السكري، بما في ذلك خدمات الرعاية الصحية والأدوية ومعدات المراقبة وخسائر الإنتاجية، كبيرة. ويقدر الاتحاد الدولي للسكري أن نفقات الرعاية الصحية العالمية المتعلقة بمرض السكري ومضاعفاته تتجاوز مئات المليارات من الدولارات سنويا. ولذلك، هناك حاجة ماسة لتطوير أدوية فعالة للغاية، وبأسعار معقولة، ويمكن للمجتمع الوصول إليها بسهولة. طريقة البحث: تستكشف الدراسة الحالية التعديلات الهيكلية لمشتقات 1،4-ديهيدروبيريدين لتحديد مثبطات محددة للألفا أميليز بهدف تطوير أدوية أكثر فعالية ويمكن الوصول إليها لمرض السكري، وتم تقييم القدرة التنبؤية والملزمة للمركبات المصممة. كما تم إجراء دراسات التشابه الدوائي والحركية الدوائية للمركبات المعدلة. النتائج: أشارت نتائج الدراسة إلى أن المعادلة الأولى أظهرت أعلى مستوى من الدقة بسبب توافقها مع معايير التقييم الداخلية والخارجية. علاوة على ذلك، أظهر تصميم نظائرها الخمسة القوية باستخدام تصميم الدواء القائم على الهيكل تفاعلًا إيجابيا عند مقارنته بالقالب والأكاربوز. بالإضافة إلى ذلك، أشارت الدراسات الشاملة حول الخصائص الشبيهة بالأدوية والحركية الدوائية لمركبات التصميم إلى سلامتها عن طريق الفم وملامحها الدوائية الإيجابية. الاستنتاجات: تظهر نظائرها التصميمية وعدا بتطوير عوامل جديدة لخفض السكر في الدم، مع سماتها الإيجابية وأدائها في الدراسة مما يجعلها مرشحة محتملة لمزيد من البحث في تحسين علاجات الحالات المرتبطة بارتفاع نسبة السكر في الدم. Abstract: Objectives: Diabetes places a substantial economic burden on countries worldwide. The costs associated with diabetes management, including healthcare services, medications, monitoring equipment, and productivity losses, are substantial. The International Diabetes Federation has estimated that global healthcare expenditures associated with diabetes and its complications exceed hundreds of billions of dollars annually. Therefore, a critical need exists to develop drugs that are highly effective, affordable, and easily accessible to society. Methods: This study explored the structural modification of 1,4-DHP derivatives to identify specific α-amylase inhibitors, with the aim of developing more effective and accessible drugs for diabetes. We evaluated the activity and binding ability of the designed compounds. In addition, we performed drug-likeness and pharmacokinetic studies on the modified compounds. Results: Equation (1) had the highest accuracy, on the basis of internal and external assessment parameters, including R2int = 0.852, R2adj = 0.803, Q2cv = 0.731, and R2ext = 0.884. Moreover, the five potent analogs identified through structure-based drug design demonstrated a more favorable interaction than observed for the template or acarbose. Additionally, comprehensive studies on the drug-like properties and pharmacokinetics of the designed compounds supported their oral safety and favorable pharmacokinetic profiles. Conclusions: The designed analogs show promise for developing new hypoglycemic agents. Their positive attributes and performance suggest that they may potentially serve as candidates for further research in improving treatments for high blood sugar-associated conditions.

Keywords

• α-Amylase
• Diabetes
• Dihydropyridines
• Drug-likeness
• Molecular docking
• Pharmacokinetics