Evaluación in vitro e in silico de fucosterol como inhibidor de la enzima acetilcolinesterasa y la proteína beta amiloide (BA1-42)

Abstract

RESUMEN: Se evaluó la actividad in vitro e in silico del fucosterol obtenido del alga parda Sargassum horridum como potencial inhibidor de la acetilcolinesterasa humana (hAChE) y la proteína beta amiloide (βA1-42). En los análisis de cinética enzimática el gráfico de Lineweaver-Burk mostró la naturaleza de inhibición no competitiva del fucosterol, siendo la velocidad máxima (Vmax) y la constante de Michaelis-Menten (Km) estimadas. Con la concentración de fucosterol de 0.006 μM se obtuvo una Vmax = 0.015 1 Vo (ΔA / h) y Km=6.399 1 /[ACh] mM-1, mientras que para neostigmina (0.14 μM) se obtuvieron la Vmax= 0.022 l/ Vo (ΔA / h) y Km= 6.726 l/ [ACh] mM-1. Estos resultados mostraron una inhibición más efectiva por parte de fucosterol respecto a la neostigmina. El análisis de acoplamiento molecular reveló que la neostigmina alcanza sitios de unión diferentes en la hAChE, mientras que el fucosterol puede actuar como un inhibidor de la acetilcolinesterasa no competitivo y competitivo de acuerdo con los experimentos enzimáticos cinéticos. En los análisis de βA1-42 se determinó la potencialidad del fucosterol y galantamina por la técnica de tioflavina (ThT), microscopia de fuerza atómica (MFA) y electroforesis. La evaluación con ThT mostró efectividad del fucosterol (50 y 100 μM) para inhibir la formación de fibrillas favoreciendo la formación de monómeros y sugiriendo que es mejor para evitar la oligomerización de βA1-42. En los análisis de acoplamiento molecular el fucosterol y galantamina tuvieron un comportamiento similar con dos estructuras 3D (PDB 2beg y 2mxu) del βA1-42. Los análisis de electroforesis no fueron concluyentes. ABSTRACT: The in vitro and in silico activity of fucosterol obtained from the brown alga Sargassum horridum was evaluated as a potential inhibitor of human acetylcholinesterase (hAChE) and amyloid beta protein (βA1-42). In the analysis of enzymatic kinetics, the Lineweaver-Burk graph showed the non-competitive inhibition nature of fucosterol, with the maximum speed (Vmax) and the Michaelis-Menten constant (Km) estimated. With the fucosterol concentration of 0.006 μM, Vmax = 0.015 1 Vo (ΔA / h) and Km = 6.399 1 / [ACh] mM-1 were obtained, while for neostigmine (0.14 μM) the Vmax = 0.022 l / Vo (ΔA / h) and Km = 6.726 l / [ACh] mM-1. These results showed a more effective inhibition by fucosterol with respect to neostigmine. Molecular coupling analysis revealed that neostigmine reaches different binding sites in the hAChE, while fucosterol can act as an uncompetitive and competitive acetylcholinesterase inhibitor according to kinetic enzyme experiments. In the analysis of βA1-42, the potentiality of fucosterol and galantamine was determined by the thioflavin (ThT) technique, atomic force microscopy (MFA) and electrophoresis. The evaluation with ThT showed effectiveness of fucosterol (50 and 100 μM) to inhibit the formation of fibrils favoring the formation of monomers and suggesting that it is better to avoid the oligomerization of βA1-42. In molecular coupling analyzes, fucosterol and galantamine had a similar behavior with two 3D structures (PDB 2beg and 2mxu) of βA1-42. The electrophoresis analyzes were not conclusive.