3-Chlorotyramine acting as ligand of the d2 dopamine receptor: molecular modeling, synthesis and d2 receptor affinity

Authors
Angelina, Emilio Luis; Andujar, Sebastian Antonio; Moreno, Laura; Garibotto, Francisco Matías; Párraga, Javier; Peruchena, Nelida Maria; Cabedo, Nuria; Villeco, Margarita; Cortes, Diego; Enriz, Ricardo Daniel
Publication Year
2015
Language
English
Format
article
Status
Published version
Description
We synthesized and tested 3-chlorotyramine as a ligand of the D2 dopamine receptor. This compound displayed a similar affinity by this receptor to that previously reported for dopamine. In order to understand further the experimental results we performed a molecular modeling study of 3-chlorotyramine and structurally related compounds. By combining molecular dynamics simulations with semiempirical (PM6), ab initio and density functional theory calculations, a simple and generally applicable procedure to evaluate the binding energies of these ligands interacting with the D2 dopamine receptors is reported here. These results provided a clear picture of the binding interactions of these compounds from both structural and energetic view points. A reduced model for the binding pocket was used. This approach allowed us to perform more accurate quantum mechanical calculations as well as to obtain a detailed electronic analysis using the Quantum Theory of Atoms in Molecules (QTAIM) technique. Molecular aspects of the binding interactions between ligands and the D2 dopamine receptor are discussed in detail. A good correlation between the relative binding energies obtained from theoretical calculations and experimental IC50 values was obtained. These results allowed us to predict that 3-chlorotyramine possesses a significant affinity by the D2-DR. Our theoretical predictions were experimentally corroborated when we synthesized and tested 3-chlorotyramine which displayed a similar affinity by the D2-DR to that reported for DA.
Fil: Angelina, Emilio Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico San Luis. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones Biológicas de San Luis; Argentina. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina
Fil: Andujar, Sebastian Antonio. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Cs.exactas Naturales y Agrimensura. Departamento de Quimica. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico San Luis. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones Biológicas de San Luis; Argentina
Fil: Moreno, Laura. Universidad de Valencia; España
Fil: Garibotto, Francisco Matías. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico San Luis. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones Biológicas de San Luis; Argentina. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia; Argentina
Fil: Párraga, Javier. Universidad de Valencia; España
Fil: Peruchena, Nelida Maria. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Cabedo, Nuria. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina
Fil: Villeco, Margarita. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Bioquímica, Química y Farmacia. Instituto de Química Orgánica; Argentina
Fil: Cortes, Diego. Universidad de Valencia; España
Fil: Enriz, Ricardo Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico San Luis. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones Biológicas de San Luis; Argentina. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia; Argentina
Subject
3-Chlorotyramine
MD simulations
QTAIM analysis
D2 dopamine receptor
Química Orgánica
Ciencias Químicas
CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
Access level
Restricted access
License
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repository
CONICET Digital (CONICET)
Institution
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
OAI Identifier
oai:ri.conicet.gov.ar:11336/14649