Quantification of contributions of different molecular fragments for antioxidant activity of coumarin derivatives based on QSAR analyses.

ANTIOXIDANTS; MOLECULAR structure; QSAR models; COUMARINS; QUALITATIVE research; ESTIMATION theory

Attempts have been made in the present work using in silico techniques for identification of essential structural features imparting antioxidant potential to naturally available coumarin molecules and their synthetic derivatives. Four different types of modeling tools have been employed for the qualitative and quantitative assessment of the molecular fragments constituting the biological pharmacophore. The descriptor-based quantitative structure-activity relationship (QSAR) and group-based QSAR (G-QSAR) models provide a quantitative estimation of the substituent requirements and the chemical nature of the parent moiety. Subsequently, 3D pharmacophore and hologram QSAR (HQSAR) models enable identification of the key molecular components necessary for the antioxidant potency to the molecules. All of the different models infer the importance of the hydrogen bond acceptor ketonic fragment for interaction of the antioxidant molecules with the neighbouring toxic radicals. Additionally, the phenyl substituent attached to the side chain and the benzene nucleus of the benzopyran moiety also constitute the response pharmacophore for the molecules under study. The models thus developed may serve as an essential query tool for screening of databases for selection of molecules bearing the essential fragments and subsequent prediction of their free radical scavenging potency. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

L'objectif de l'étude est de cerner par des techniques in silico les attributs structurels fondamentaux qui confèrent un pouvoir antioxydant aux molécules de coumarines naturelles et à leurs dérivés synthétiques. On se sert de quatre types d'outils de modélisation pour évaluer qualitativement et quantitativement les fragments moléculaires qui constituent le pharmacophore biologique. Des modèles de relation quantitative structureactivité (RQSA ou QSAR, de l'anglais « quantitative structure-activity relationship ») fondés sur des descripteurs et des modèles QSAR basés sur des groupes (G-QSAR) donnent une estimation quantitative des substituants requis et de la nature chimique du fragment parent. Ensuite, des modèles de pharmacophores 3D et un modèle QSAR à hologrammes (HQSAR) permettent d'identifier les composantes moléculaires clés nécessaires pour conférer un pouvoir antioxydant aux molécules. Les divers modèles indiquent tous que le fragment cétonique accepteur de liaison hydrogène joue un rôle important dans l'interaction des molécules d'antioxydant avec les radicaux toxiques voisins. En outre, le substituant phényle attaché à la chaîne latérale et le noyau benzénique du fragment benzopyrane constituent aussi le pharmacophore de réponse des molécules étudiées. Le modèle ainsi développé peut servir d'outil de recherche essentiel pour le criblage virtuel des bases de données en vue de sélectionner les molécules portant les fragments indispensables et prédire par la suite leur pouvoir d'inhibition des radicaux libres. [Traduit par la Rédaction] [ABSTRACT FROM AUTHOR]

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