In Silico Study of Flavonoid Derivatives as α-Glucosidase Inhibitors Using Docking, DFT, and ADME Approaches

Abstract

يعد داء السكري من النوع الثداني مدن األمدرال المزمندة التدي تتطلدب الدتحكم المسدتمر فدي مسدتويات الغلوكدوز في الدم. في هذه الدراسة، تم تقييم فعالية تسدعة مركبدات فالفونويديدة كمثبطدات محتملدة إلندزيم glucosidase-α باستعمال مجموعة من التقنيات الحاسوبية (Silico In (. فدي المر حلدة األولدى، أجريدت دراسدة اإلرسداء الجزيئدي (Docking Molecular (لمقارندة قددرة المركبدات المدروسدة علدى االرتبداط بدالموق الفعدال لمندزيم مد المثدبط المرجعدي Acarbose .أظهدرت النتدائا ارتبداط جميد المركبدات داخدل الجيدب النشدط لمندزيم مدن خدالل روابدط هيدروجينيدة وتدوثرات كارهدة للمداء وتدوثرات فدان ديدر فدال ، مد تباين في قوة وتوجه االرتباط. وقد سجل مركب Quercitrin أفضل طاقة إرسداء، ممدا يشدير إلدى امتالكده أعلدى ألفة ارتباط تجاه اإلنزيم. كما أجريت حسابات نظرية الكثافة الوظيفية (DFT (عند المستوى (p,d(G/6-311++LYP3B لدراسة الخصائص اإللكترونية للمركبات، بما في ذلك طاقات HOMO و LUMO والفجوة الطاقوية والطاقة الكلية. وأظهرت النتدائا نوع العالقة بين الخصائص اإللكترونية للمركبات وسلوكها التثبيطي تجاه اإلنزيم. ونظدرا لتفدوق مركدب Quercitrin فدي نتدائا اإلرسداء، تدم إجدراء دراسدة بنيويدة مفصدلة لده شدملت تحليدل أطدوال الدروابط وزوايدا الدروابط وزوايدا االلتدواء لتقيديم اسدتقراره البنيدوي. كمدا تدم التنبدؤ بالخصدائص الدوائيدة والحركيدة الدوائية والسمية (ADMET(، حيث أظهرت اغلب المركبات المدروسة خصائص دوائية واعدة وتوافقا جيدا م معايير التشبه باألدوية.

Type 2 diabetes mellitus is a chronic disease that requires continuous control of blood glucose

levels. In this study, the inhibitory activity of nine flavonoid compounds against the enzyme α- glucosidase was evaluated using a set of computational approaches (in silico methods).

In the first stage, molecular docking was performed to compare the binding ability of the studied compounds within the active site of the enzyme in relation to the reference inhibitor, Acarbose. The results showed that all compounds were well accommodated within the active pocket of the enzyme through hydrogen bonds, hydrophobic interactions, and van der Waals forces, with variations in binding strength and orientation. Among all compounds, Quercitrin exhibited the best docking score, indicating the highest binding affinity toward the enzyme. Furthermore, Density Functional Theory (DFT) calculations were carried out at the B3LYP/6- 311++G (d,p) level to investigate the electronic properties of the compounds, including HOMO and LUMO energies, energy gap, and total energy. The results revealed a relationship between the electronic properties of the compounds and their inhibitory behavior toward the target enzyme. Due to the superior docking performance of Quercitrin, a detailed structural analysis was conducted, including bond lengths, bond angles, and dihedral angles to evaluate its structural stability. In addition, ADMET properties were predicted to assess the pharmacokinetic profile, drug-likeness, and toxicity of the studied compounds. The results indicated that the most compounds exhibit promising drug-like characteristics and good compliance with pharmacokinetic criteria.