Análisis in-silico de las interacciones proteína-ligando de treinta cannabinoides análogos del receptor CBN II

Abstract

Introducción: los cannabinoides son derivados de la planta de cannabis, y han captado la atención por sus efectos terapéuticos demostrados como antiinflamatorios, analgésicos, antieméticos y antitumorales. Su potencial radica en su interacción con los receptores endocannabinoides CB1 y CB2, confirmada por estudios in vitro e in vivo. Por ello, resulta interesante estudiar dicha interacción proteína-ligando mediante técnicas de acoplamiento molecular. Estos permiten describir las zonas de los cannabinoides responsables de su actividad biológica, posibilitando que estos compuestos den respuesta a patologías relacionadas con el sistema inmune. Objetivo: estudiar las interacciones proteína-ligando de 30 cannabinoides análogos del receptor CBN II. Métodos: el grupo de moléculas estudiadas en esta investigación incluyó cannabinoides endógenos, fitocannabinoides y cannabinoides sintéticos, con 30 análogos extraídos de PubChem. Se seleccionó la estructura 3D del receptor CB2 de Protein Data Bank con código 5ZTY. Se optimizó el receptor y ligandos para el acoplamiento molecular, validado con un RMSD de 1.76. Resultados: los ligandos SR141716, AM251 y JZL184 mostraron mejor afinidad por CB2. La fenilalanina fue el aminoácido más presente en la unión, con interacciones alquil y pi-alquil, sugiriendo la importancia de anillos aromáticos. Esto concuerda con otros estudios que indican que los grupos cetona en posición 3 del indol y grupos hidroxilo/metoxilo en posición 6 influyen en la afinidad de unión a CB2 mediante donación de hidrógeno al carbonilo del ligando. Conclusión: los análogos SR141716, AM251 y JZL184, relacionados con el THC y el CBD, se perfilan como moléculas prometedoras para evaluación experimental debido a su alta afinidad por el receptor CB2. Estos compuestos podrían presentar efectos beneficiosos mediados por CB2 en el tratamiento del dolor, inflamación, cáncer y trastornos inmunológicos.

Introduction: cannabinoids are derivatives of the cannabis plant and have garnered attention for their demonstrated therapeutic effects such as anti-inflammatory, analgesic, antiemetic, and antitumor properties. Their potential lies in their interaction with endocannabinoid receptors CB1 and CB2, confirmed by in vitro and in vivo studies. Therefore, it is interesting to study this protein-ligand interaction using molecular docking techniques. These techniques help describe the regions of cannabinoids responsible for their biological activity, allowing these compounds to address pathologies related to the immune system. Objective: to study the protein-ligand interactions of 30 cannabinoid analogs of the CB2 receptor. Methods: the group of molecules studied in this research included endogenous cannabinoids, phytocannabinoids, and synthetic cannabinoids, with 30 analogs extracted from PubChem. The 3D structure of the CB2 receptor selected was from the Protein Data Bank, code 5ZTY. The receptor and ligands were optimized for molecular docking, validated with an RMSD of 1.76. Results: the ligands SR141716, AM251, and JZL184 showed the best affinity for CB2. Phenylalanine was the most present amino acid in the binding, with alkyl and pi-alkyl interactions, suggesting the importance of aromatic rings. This is consistent with other studies indicating that ketone groups at position 3 of the indole and hydroxyl/methoxyl groups at position 6 influence the binding affinity to CB2 by hydrogen donation to the ligand's carbonyl group. Conclusions: the analogs SR141716, AM251, and JZL184, related to THC and CBD, emerge as promising molecules for experimental evaluation due to their high affinity for the CB2 receptor. These compounds could present beneficial effects mediated by CB2 in the treatment of pain, inflammation, cancer, and immunological disorders.