Оценка ингибирующего потенциала анаболических стероидов в отношении человеческой АКР1D1 с помощью компьютерного моделирования и исследования in vitro

Воздействие ксенобиотиков может неблагоприятно влиять на биохимические реакции, включая синтез желчных кислот в печени. Желчные кислоты необходимы для растворения липофильных соединений в гидрофильной среде желудочно-кишечного тракта. Критическая концентрация мицеллообразования желчных кислот зависит от стереохимии восстановления Δ4-связи; фермент 3-оксо-5β-стероид-Δ4-дегидрогеназа (AKR1D1) формирует цис-конформацию колец A/B. Мутации с потерей функции в гене AKR1D1 вызывают холестаз печени, который при отсутствии лечения может прогрессировать до стеатоза и цирроза печени. Кроме того, AKR1D1 участвует в элиминации стероидов с двойной связью Δ4 в кольце A. В настоящем исследовании проверяли, могут ли анаболические андрогенные стероиды (ААС), которые часто принимают вне зарегистрированных показаний в высоких дозах, ингибировать AKR1D1 и тем самым потенциально вызывать гепатотоксичность. Была создана компьютерная молекулярная модель, которую использовали для виртуального скрининга базы данных DrugBank, включавшей 2740 молекул; большинство выявленных соединений относилось к стероидам. Для исследования in vitro отобрали 14 ААС, поскольку при злоупотреблении эти соединения могут достигать высоких концентраций в печени. Нандролон, клостебол, метастерон, дростанолон и метенолон в различной степени ингибировали восстановление тестостерона, опосредованное AKR1D1. Согласно результатам молекулярного моделирования, 9 из 14 исследованных ААС являются конкурентными ингибиторами. Кроме того, квантово-механические расчёты показали, что нандролон и клостебол служат субстратами AKR1D1; различия в энергетических барьерах активации переноса водорода от кофактора к атому углерода C5 влияют на скорость их превращения. В рамках этого междисциплинарного исследования была создана молекулярная модель AKR1D1, выявлены несколько ААС, ингибирующих этот фермент, и описан механизм их связывания. Такой подход можно применять для изучения других классов ингибиторов, включая нестероидные соединения.