التصميم الموجه بالبنية وتطوير مثبطات السيكلوبلين A الجديدة ومشتقات جانوديريول-F: نهج داخل السيليكو

يركز هذا البحث على تصميم مثبطات جديدة للسيكلوفيلين A ومضادات التكاثر ذات الدور الجان-إت لاستهداف محور السيكلوفيلين DCDK وتثبيط تكاثر سرطان الخلايا. تتمثل التحدي الرئيسي في تحقيق التفاعل الهندسي الأمثل بين الليغاند والمستقبل والحفاظ على مجمعات ليغاند-بروتين مستقرة تحت ظروف تجريبية وفسيولوجية ديناميكية. للبدء، افتح ملف 1NMK".

حدد موقع الحمض الأميني الأرجينين "في الموقع رقم 55"، وسجل إحداثيات X وY وZ في واجهة AutoDock. افتح قائمة الملف"، اختر قراءة الجزيئات. اختر الملف 1NMK" واضغط فتح.

أضف ذرات الهيدروجين باختيار تعديل، ثم اختيار هيدروجين، ثم النقر على إضافة. ثم اختر Polar Only" وأكد بموافقة. ثم اذهب إلى قائمة Edit"، اختر Atoms، واختر تعيين نوع الذرة AD4. بعد ذلك، اختر "الريجز" واختر "رسوم كولمان".

احتفظ بالمستقبل المحضر ك 1NMK. pdbqt" عن طريق اختيار الملف، اختيار الحفظ، تعيين نوع الملف، وتأكيد موقع الحفظ. بعد ذلك، افتح قائمة Ligand"، اختر الإدخال.

انقر على فتح، اختر ملف PDB، ثم اضغط فتح" مرة أخرى. عندما تظهر نافذة المعلومات، راجع تفاصيل الليجند. لاكتشاف جذر الليغاند، اختر ليغاند، ثم اختر الالتواء شجرة" واضغط على اكتشاف الجذر.

احفظ الليغاند عن طريق اختيار الليغاند، ثم اختيار الإخراج، والنقر على الحفظ ك PDBQT. جهز شبكة المستقبلات باختيار Grid، اختيار Macromolecule، اختيار 1NMK، والنقر على Molecule. أكد التحذير واحفظ ك 1NMK.pdbqt.

لتحديد أنواع الخرائط، اختر Grid، ثم Set Types Map، Ligand. اختر ليغاند وأخيرا اختر ليغاند مرة أخرى. ثم حدد مركز صندوق الشبكة باختيار الشبكة، ثم اختيار صندوق الشبكة، والنقر على المركز.

ثم اختر ذرة وأدخل إحداثيات صندوق الشبكة. احفظ معامل الشبكة كملف GPF. قم بتكوين الإرساء باختيار Docking، ثم Macromolecule"، وتعيين اسم الملف الصلب (Rigid File).

انتقل إلى المجلد المطلوب وانقر على 1NMK.pdbqt. لفتحه، اختر Docking، اختر Output، انقر على Lamarckian GA، واحفظ ملف معلمات التوصيل ك 1NMK.dpf. في "طرفية سيغوين"، اكتب cd C:واضغط Enter (إدخال)؛ ثم اكتب CD project"، ثم اضغط Enter مرة أخرى.

بعد ذلك، اكتب جزيئات CD" واضغط زر الإدخال. ثم اكتب CD 3" واضغط إدخال. اكتب أمر AutoGrid" لإنشاء خرائط الشبكة واضغط Enter لتنفيذ AutoGrid.

بعد التنفيذ، اكتب الذيل f 1NMK. GLG" واضغط Enter لعرض تقدم السجل، اكتب الأمر لمحاكاة الالتحام الجزيئي. لإنشاء ملف سجل الإرساء، اضغط Enter لبدء AutoDock.

ثم اكتب الذيل f 1NMK. dlg" واضغط Enter لمراقبة عملية الإرساء. بعد إنشاء جميع ملفات DLG، اذهب إلى المجلد 1 وافتح ملف DLG في WordPad، اضغط Ctrl+F.

اكتب كلمة البحث المفتاحية واضغط Enter ثلاث مرات للوصول إلى جدول RMSD. انسخ طاقة الارتباط ومعلومات التشغيل المقابلة لكل جزيء من جدول RMSD، وتجميع أفضل 20 جزيئيا في جدول بيانات مع أعمدة يتم إنشاؤها للرقم التسلسلي، وطاقة الربط، ثم تشغيل. في محطة Cygwin"، انتقل إلى مجلد الجزيئات المحددة داخل دليل المشروع.

اكتب الأمر لاستخراج إحداثيات الليغاند الراسية من DLG وقم بقص البيانات. اضغط Enter مرة أخرى لإنهاء الأمر، مؤكدا إنشاء ملف PDBQT" الذي يعمل بنظام 1NMK. تحقق من أن ملف PDB""الذي يعمل بنظام 1NMK تم إنشاؤه في نفس المجلد.

بعد ذلك، افتح برنامج PyMOL 2.5" وجهاز AutoDock من سطح المكتب، وافتح ملف المستقبل لاختيار بنية المستقبلات للعرض. افتح ملف تكوين الليغاند المقابل للجزيء المختار وعرض الليغاند المحمل في مساحة العمل ثلاثية الأبعاد. اختر إخفاء كل شيء من القائمة، واستورد الملف إلى Maestro لعرض الهيكل، ثم انقر على تفاعل الليغاند للحصول على مخطط تفاعل الليجند.

افتح برنامج UCSF Chimera من سطح المكتب. اختر الملف، ثم فتح. التنقل لتشغيل C، والمشروع، والجزيئات.

اختر الملف 1NMK. pdb" واضغط فتح. من القائمة، اختر "البقايا" واختر "UNL Zoom" للتركيز على منطقة بقايا UNL.

اختر المنطقة. ثم اضغط موافق" للتأكد. بعد ذلك، اختر الفعل.

اختر Label، ثم اختر Resignue" واختر Name Plus Specifier" لتسمية البقايا. افتح الأدوات، اختر تحليل الهيكل، ثم اضغط على FindHBond. في نافذة الإعدادات الافتراضية في FindHBond، حدد مربعات روابط H الملونة التي لا تستوفي المعايير الدقيقة، وابحث فقط عن روابط H مع Selected فقط.

قم بإزالة اختيار المنطقة لبدء مسح جديد. ثم اختر معلمات المنطقة وقم بالتكبير على العرض الجزيئي، ولاحظ الخطوط الزرقاء والبرتقالية التي تمثل الروابط الهيدروجينية. وأخيرا، افحص البنية المرئية وعد العدد الإجمالي للروابط الهيدروجينية المرئية.

تم رؤية تأكيد الالتحام لمركب مستقبلات الليجاند باستخدام PyMOL 2.5، حيث أظهر أن 109 هيدروكسي ستة هيدروكسي إيثيل مرتبطة داخل الجيب النشط لمستقبل 1NMK. شكل الرابط الحمضي الهيدروكسي ماندليك 4-روابط هيدروجينية مع مستقبل 1NMK"، خصوصا مع الأرجينين 55 على مسافة 1.53 أنغستروم. وقد أوضح التحليل البنيوي ثنائي الأبعاد الأحماض الأمينية التي تفاعلت معها الروابط الهيدروجينية.

تؤكد محاكاة الديناميكا الجزيئية استقرار مركب مستقبلات الليغاند من خلال تحليل نصف قطر الدوران على مدى 1000 بيكوثانية. أظهر رسم RMSD استقرارا متسقا للمجمع بعد نانوثانية واحدة من المحاكاة، مما يشير إلى ارتباط ثابت بالبروتين والليجاند. كان متوسط كثافة النظام حوالي 1019 كيلوجرام لكل متر مكعب، مما يؤكد التوازن تحت ظروف NVT، ويظل ضغط النظام مستقرا خلال توازن NPT لمدة 100 بيكوثانية.

استقرت درجة الحرارة حوالي 300 كلفن خلال مرحلة NVT، مما أكد نجاح التوازن الحراري. تم تصور صندوق مسار مركب الليغاند والبروتين بعد المحاكاة، حيث أظهر توزيع جزيئات الماء المحيطة بالمجمع المرتبط. قليل من الدراسات تدرس دور مضاد التكاثر كهدف علاجي مسرط.

يعالج هذا البروتوكول هذه الفجوة من خلال تصميم والتحقق من صحة المثبط باستخدام الالتحام الجزيئي وتحليل الديناميكيات. يقوم بروتوكولنا بفحص الأدوات الحاسوبية المتعددة في سير عمل موحد، مما يضمن تحليلا شاملا لبروتين الليغاند أو المستقبلات. سيركز بحثنا المستقبلي على التحقق من صحة هذه المثبطات في المختبر وفي الجسم الحي من خلال استكشاف تطبيق مثبطات السيكلوبلين A على الحدود عبر عدة أنواع من خلايا السرطان.