Cannabis sativa bitkisinin fitokannabinoidi olan kannabidiolik asitin antiemetik etkisinin in siliko yöntemlerle araştırılması
Investigation of the antiemetic effects of cannabidiolic acid the phytocannabinoid of Cannabis sativa plant, by in silico methods
Yazar: MERYEM ALBAYRAK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SULTAN MEHTAP BÜYÜKER
Üsküdar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı / Biyoteknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Cannabis sativa bitkisi hastalıkların tedavisinde kullanılabilecek önemli sekonder metabolitler içermektedir. Çalışmamızda antiemetik etkinliğe sahip olduğu düşünülen bir fitokannabinoid olan kannabidiolik asit (CBDA)'in antiemetik etkisinin in silico yöntemlerle araştırılması hedeflenmiştir. Emezis (kusma) beyinde bulunan ve birçok reseptörün aracılık ettiği kusma merkezinin uyarılması ile meydana gelmektedir. Literatürde bilinen kusmayı tetikleyen reseptörler şunlardır; Serotonin (5HT3A), Dopamin (D2 ve D3), Nörokinin 1 (NK1), Histamin 1 (H1), Glukokortikoid, γ aminobütirikasit tip A (GABA (A)), Muskarinik asetilkolin reseptörleri (M1, M2, M3, M4, M5), CB1 ve CB2 reseptörleri.
Çalışmamızda bu reseptörler ile CBDA'nın kenetleme işlemini AutoDock Vina programı kullanılarak gerçekleştirdik. Yapılan kenetleme çalışması Discovery Studio Visualizer programı kullanılarak görselleştirilmiştir. PubChem veri tabanından elde edilen CBDA'nın moleküler özelliklerini ise SwissADME veri tabanı kullanılarak araştırılmıştır. SwissADME veri tabanında incelenen fizikokimyasal özellikler CBDA'nın Lipinski kurallarına uyduğunu ancak kan-beyin bariyerinden geçmediğini göstermektedir. Yapılan kenetleme çalışmamızın sonuçlarına göre CBDA'nın H1, GABA (A), M1 ve M3 reseptörü üzerinde gösterdiği iyi hidrojen ve hidrofobik etkileşimler kullanılan referans ilaçlardan daha etkin olduğu görülmektedir. 
Bunun yanında 5HT3A, D2, NK1, M2, M4 ve M5 reseptörlerinde ise referans ilaçlar ile benzer bağlanma afinite değeri ve iyi reseptör-ligand etkileşimleri göstermiştir. Bu sonuç CBDA'nın bu reseptörler üzerinde referans ilaçlar için bir alternatif olabileceğini göstermektedir. Diğer taraftan Glukokortikoid, CB1 ve CB2 reseptörlerinde ise referans ilaçlara kıyasla düşük bağlanma enerjisi ve zayıf bağ etkileşimleri göstermiştir. CB1 ve CB2 reseptörlerine gösterdiği düşük bağ afinitesi ve zayıf etkileşim CBDA'nın psikoaktif etkilerinin minimum düzeyde göstereceğini düşündürmektedir. Bu nedenle CBDA'nın bir ilaç molekülü olarak güvenli bir aday olacağını göstermektedir. Tüm bu sonuçlar göz önüne alındığında CBDA'nın birçok emetik reseptör üzerinde antagonist etki gösterdiği ve antiemetik tedavisi için uygun aday molekül olduğu tespit edilmiştir

Abstract:
The Cannabis sativa plant contains important secondary metabolites that can be used to treat diseases. Our study aimed to investigate the antiemetic effect of cannabidiol acid (CBDA), a phytocannabinoid that is thought to have antiemetic activity, by in silico methods. Emesis (vomiting) occurs by stimulating the vomiting center located in the brain and is mediated by many receptors. Serotonin (5HT3A), Dopamine (D2 and D3), Neurokinin 1 (NK1), Histamine 1 (H1), Glucocorticoid, γ aminobutyric acid type A (GABA (A)), Muscarinic acetylcholine receptors (M1, M2, M3, M4, M5), CB1 and CB2 receptors are known receptors that trigger vomiting in the literature. 
In our study, we performed the clamping process of CBDA with these receptors using the AutoDock Vina program. The clamping work was visualized using the Discovery Studio Visualizer program. The molecular properties of CBDA obtained from the PubChem database were investigated using the SwissADME database. The physical and chemical properties examined in the SwissADME database show that CBDA complies with the Lipinski rules, but does not pass through the blood-brain barrier. According to our clamping study results, the good hydrogen and hydrophobic interactions shown by CBDA on the H1, GABA (A), M1 and M3 receptors seem more effective than the reference drugs used.
On the other hand, 5HT3A, D2, NK1, M2, M4, and M5 receptors showed similar binding affinity values and good receptor-ligand interactions with reference drugs. This result suggests that CBDA may be an alternative for reference drugs on these receptors. On the other hand, glucocorticoids showed low binding energy and weak bond interactions at CB1 and CB2 receptors compared to reference drugs. The low bond affinity and weak interaction with CB1 and CB2 receptors suggest that the psychoactive effects of CBDA will be minimal. Therefore, it shows that CBDA would be a safe candidate as a drug molecule. Considering all these results, it has been determined that CBDA has an antagonist effect on many emetic receptors and is a suitable candidate molecule for antiemetic therapy.