분자 모델링 접근법에 의한 Caspase 돌연변이 및 번역 후 변형 탐구

분자 모델링을 사용한 개시 및 실행에 중요한 역할을 합니다. 우리는 번역 후 수정 및 돌연변이가 Caspase 구조 및 기능에 미치는 영향을 연구합니다. 우리는 원자 수준에서 구조 변형의 도입에 따라 단백질의 진화에 대한 견해를 제공하는 분자 역학 접근법을 설명합니다.

이러한 접근법은 프로그램 세포 사멸 및 관련 장애를 조절하는 메커니즘을 이해하고 새로운 효과적인 치료법을 개발하는 데 특별한 의미가 있습니다. 우리는 가장 인기있는 도구 중 하나 인 Amber 20으로 분자 모델링 기능을 시연합니다. 그러나 제시된 프로토콜은이 소프트웨어의 공식 버전에서도 사용할 수 있습니다.

다음 비디오는 시뮬레이션을 위해 Caspase 구조를 준비하고 이 단백질 야생형 및 변형 형태에 대한 ascilica 조사를 수행하는 방법에 대한 단계별 지침을 설명합니다. 선택한 단백질 데이터 뱅크 또는 PD B 구조를 검색하려면 파일 다운로드 드롭다운 목록을 사용하여 PD B 형식을 클릭합니다. 비고 및 연결 데이터를 제거하고 PD B 파일에서 별도의 단백질 사슬 사이에 T E R 카드를 삽입합니다.

시작 모델을 준비하려면 앰버 도구 패키지에서 T-LEAP 프로그램을 시작하십시오. 그런 다음 F F 14 S B 힘 필드를로드하여 분자 역학으로 단백질을 설명하고 명령 줄에 표시된 명령을 입력하여 물 분자 및 나트륨 및 염화물과 같은 원자 이온에 대한 매개 변수를 설명합니다. 다음으로, P D B 파일을 로드하고 mol이라는 객체를 생성하는 수소에 대한 좌표를 작성합니다.

check mol 명령을 사용하여 문제를 일으킬 수 있는 내부 불일치를 확인합니다. 단백질 주위에 용매 상자를 만듭니다. 그런 다음 전하 mol을 입력하여 총 전하를 확인하고 반대 이온을 추가하여 시스템을 중화합니다.

표시된 명령을 입력하여 토폴로지 P R M 최상위 파일과 좌표 I N P C R D 파일을 작성하십시오. 완료되면 T-lEAP 프로그램을 종료합니다. 에너지 최소화의 첫 번째 단계를 수행하여 추가된 수소 원자와 물 분자의 위치를 최적화하는 동시에 단백질 좌표를 무거운 원자의 위치 제한으로 고정합니다.

표시된 명령을 입력하여 P M E M D 프로그램을 실행하십시오. 데이터를 제어 할 때 필요한 인수를 따르십시오. P 분자 토폴로지, 힘장 매개 변수 및 원자 이름.

C 초기 좌표. O 사용자가 읽을 수 있는 로그 출력 R 최종 좌표. REF, 위치 구속에 대한 참조 좌표.

다음으로, 표시된 명령의 입력을 사용하여 전체 시스템을 최적화하기 위해 제한없이 에너지 최소화의 두 번째 단계를 수행하십시오. 이 단계는 시스템을 0에서 300 켈빈으로 가열하는 것을 목표로합니다. 주어진 명령을 입력으로 사용하여 일정한 부피로 50 피코 초로 단백질 원자에 위치 구속이있는 가열 과정을 수행하십시오.

X 좌표 집합이 분자 역학 궤적에 저장되므로 필요한 인수를 따르십시오. 다음 단계는 물의 밀도를 조정하고 단백질의 평형 상태를 얻는 데 필요합니다. 평형이 성공적으로 달성된 후 표시된 명령을 사용하여 제한 없이 일정한 압력에서 300켈빈에서 500피코초 동안 평형을 수행합니다.

일정한 압력에서 10나노초 이상 동안 생산 분자 역학 시뮬레이션을 수행하고 표시된 명령을 사용하여 단백질 구조의 후속 분석을 위한 궤적 파일을 생성합니다. 프로그램의 병렬 버전인 P M E M D M P I 또는 G P U 가속 버전 P M E M D cuda는 컴퓨터 클러스터 및 슈퍼컴퓨터에서 사용할 수 있습니다. 긴 분자 역학 시뮬레이션은 여러 세그먼트로 나뉘어 순차적으로 수행될 수 있습니다.

이 분석에서는 분자 역학 모델링 워크플로우에 따라 야생형 카스파제 2와 이의 세린-384 알라닌 돌연변이체를 조사했습니다. 세린-384 알라닌 치환은 활성 부위 잔기 아르기닌-378에서 중요한 구조적 변화를 유도하였다. 또한, 세린-384 알라닌 치환이 염기 활성을 손상시키는 활성 부위 내의 아르기닌 잔기에 의한 기질 인식에 영향을 미치는 것으로 나타났다.

이 부위의 지시 돌연변이 유발 및 생화학 적 시험은 세린 -384 알라닌 돌연변이가 카스 파제 2의 처리에서 효소 활성을 차단하고 암세포의 세포 사멸을 억제한다는 것을 입증했다. 기술된 접근법은 카스파아제 2 뿐만 아니라 다양한 암 질환에 관여하는 다른 카스파아제에서의 아미노산 돌연변이 및 번역후 변형의 효과를 평가하는데 사용될 수 있다.