PLB'nin potansiyel hedeflerinin öngörülmesi ve taranması
PLB'nin kimyasal yapı bilgileri PubChem veri tabanından (https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/) elde edilmiştir. PLB'nin moleküler hedefleri; SwissTarget (https://swisstargetprediction.ch/index.php), SEA (https://sea.bkslab.org/), TargetNet (http://targetnet.scbdd.com/calcnet/index/), PharmMapper (https://www.lilab-ecust.cn/pharmmapper/index.html), Karşılaştırmalı Toksikogenomik Veri Tabanı (CTD, https://ctdbase.org/), Geleneksel Çin Tıbbı Sistemleri Farmakolojisi Veri Tabanı ve Analiz Platformu (TCMSP, https://www.tcmsp-e.com/index.php) ve HERB (http://herb.ac.cn/) veri tabanları kullanılarak, ligand tabanlı iki boyutlu ve üç boyutlu benzerliğe dayalı olarak tahmin edilmiştir. Veri güvenilirliğini ve tekrarlanabilirliğini sağlamak amacıyla, veri tabanına özgü filtreleme eşikleri şu şekilde uygulanmıştır: TCMSP'de oral biyoyararlanımı (OB) ≥ 30% ve ilaç benzerliği (DL) ≥ 0.18 olan hedefler tutulmuştur; SwissTargetPrediction'da tahmin olasılığı ≥ 0.5 olan girişler korunmuştur; PharmMapper'da normalize edilmiş uyum skoru ≥ 4.0 olan hedefler seçilmiştir; SEA'da yalnızca E-değeri < 0.001 olan hedefler anlamlı şekilde zenginleşmiş olarak kabul edilmiştir; TargetNet'te tahmin olasılığı > 0.5 olan hedefler tutulmuştur; CTD'de yalnızca küratörlü kanıta (kimyasal-gen etkileşimlerinden çıkarılan) ve etkileşim skoru > 0.3'e sahip hedefler dahil edilmiştir; HERB'de ise literatür destekli skoru ≥ 0.4 olan hedefler tutulmuştur. Yukarıdaki veri tabanlarından elde edilen tüm protein tanımlayıcıları, türü Homo sapiens ile sınırlandırılarak UniProt veri tabanı (https://www.uniprot.org/) aracılığıyla resmi insan HGNC gen sembollerine standartlaştırılmıştır. Tüm kaynaklardaki mükerrer girişler çıkarıldıktan sonra, sonraki analizler için toplam 50 benzersiz PLB ile ilişkili hedef elde edilmiştir.
Prostat kanseri ile ilişkili genlerin geri çağrılması
Prostat kanseri ile ilişkili hastalık genleri GeneCards (https://www.GeneCardss.org/), DrugBank (https://go.drugbank.com/), CTD ve HERB'den elde edildi. Veri güvenilirliğini sağlamak amacıyla veri tabanına özel dahil etme kriterleri uygulandı. GeneCards, hastalık sorgusuyla ilişkisini kuran orta ila güçlü kanıta sahip genleri kapsadığı için alaka puanı ≥ 0,5 olan genleri korudu. DrugBank, yalnızca deneysel kanıtı olan girişleri (örneğin, prostat kanseri için FDA onaylı veya araştırma aşamasındaki ilaçlar) dahil etti ve bilgisayar ortamında öngörülen veya teorik etkileşimleri hariç tuttu. CTD, küratörlü kimyasal-gen-hastalık etkileşimlerine dayanarak kanıt düzeyleri "marker" veya "mechanism" olarak sınıflandırılan kayıtları korudu. HERB, yeterli deneysel kanıt veya metin madenciliği kanıtını sağlamak için literatür destekli güven puanı ≥ 0,4 olan hedefleri dahil etti. Tüm gen sembolleri, türler Homo sapiens ile sınırlandırılarak UniProt veri tabanı (https://www.uniprot.org/) aracılığıyla HGNC nomenklatürüne göre standart hale getirildi ve kopyalar kaldırıldı; böylece sonraki analizler için 1.19 benzersiz prostat kanseri ilişkili hedef elde edildi.
Örtüşen hedef tanımlama ve çatışma anotasyonu düzeltmesi
50 PLB hedefi ve 1.19 prostat kanseri hedefi, Venny 2.1 (https://bioinfogp.cnb.csic.es/tools/venny/index.html) kullanılarak standartlaştırılmış HGNC sembolleri aracılığıyla kesiştirilmiş ve 151 örtüşen aday hedef elde edilmiştir. Veritabanları arası anotasyon çelişkilerini gidermek için üç adımlı bir düzeltme hattı uygulanmıştır: (i) gen takma adlarındaki tutarsızlıklar UniProt ID eşleme aracıyla birleştirilmiştir; (ii) paralog yedek genler, > 0.4 sekans benzerliği eşiği ile CD‑HIT kullanılarak hariç tutulmuştur; ve (iii) çelişkili fonksiyonel anotasyonlar yalnızca en az iki bağımsız veritabanı tarafından destekleniyorsa tutulmuş, tek bir kaynaktan gelen benzersiz çelişkili tanımlamalar ise elenmiştir.
Ağ oluşturma ve hub belirleme
Örtüşen hedefler Homo sapiens ile sınırlandırılmış bir arama yapılarak STRING veri tabanına (sürüm 12.0, https://cn.string-db.org/) yüklenmiş ve bir protein-protein etkileşim (PPI) ağı oluşturulmuştur. Yüksek güvenilirlik sağlamak amacıyla yalnızca birleşik güven puanı ≥ 0.70 olan etkileşimler tutulmuş ve herhangi bir bağlantısı olmayan tüm düğümler ağdan çıkarılmıştır. Oluşturulan PPI ağı Cytoscape'de (sürüm 3.10.2) görselleştirilmiş ve topolojik olarak analiz edilmiştir; ardından temel sıralama algoritması olarak MCC (Maximal Clique Centrality) ve yardımcı çapraz doğrulama metriği olarak Derece (Degree) kullanılarak cytoHubba eklentisi aracılığıyla hub genler belirlenmiştir.
Fonksiyonel zenginleştirme analizi
Diferansiyel olarak eksprese edilen genler için Gen Ontolojisi (GO) fonksiyonel anotasyon ve Kyoto Gen ve Genom Ansiklopedisi (KEGG) yolak zenginleştirme analizleri, Biyoenformatik Çevrimiçi Analiz Platformu (https://www.bioinformatics.com.cn, son erişim 4 Mayıs 2026) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Platform, ham P değerlerini hesaplamak için Fisher'ın kesin testi yöntemini kullanmaktadır ve yanlış keşif oranını (FDR) kontrol etmek amacıyla çoklu test düzeltmesi için Benjamini-Hochberg (BH) yöntemi kullanılmıştır. FDR < 0,05 olan GO terimleri (biyolojik süreç, hücresel bileşen ve moleküler fonksiyon) ve KEGG yolakları anlamlı şekilde zenginleşmiş olarak kabul edilmiştir.
Moleküler kenetleme
Aktif konformasyonları temsil eden, seçilen hedef proteinlerin kristal yapıları RCSB Protein Veri Bankası'ndan (https://www.rcsb.org/) elde edilmiştir. Su moleküllerinin ve heteroatomların uzaklaştırılması, gereksiz zincirlerin silinmesi, eksik kalıntıların onarılması, pH 7.4'te hidrojen atomlarının eklenmesi, Gasteiger yüklerinin atanması ve enerji minimizasyonu dahil olmak üzere protein hazırlığı Discovery Studio'da gerçekleştirilmiştir. Bağlanma cebi, tüm kritik substrat-bağlanma kalıntılarını kapsayan bir ızgara kullanılarak, ko-kristalize ligand koordinatlarına göre tanımlanmıştır. PLB'nin moleküler kenetlenmesi, SwissDock web sunucusu (http://www.swissdock.ch/) üzerinden Attracting Cavities modülü kullanılarak yapılmıştır. Afiniteyi değerlendirmek için bağlanma serbest enerjileri hesaplanmış ve her hedef için en düşük enerjili konformasyon, final kenetlenme pozu olarak seçilmiştir. Moleküler kenetlenme simülasyonlarının sonuçları, doğrulamak amacıyla görselleştirilmiştir.
Moleküler dinamik simülasyonu
Moleküler dinamik (MD) simülasyonları GROMACS 202.2 kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Proteini tanımlamak için Amber14SB kuvvet alanı kullanılmış ve sistem TIP3P su ile solvate edilmiştir. AM1-BCC kısmi yükleri ve GAFF2 atom tiplerini içeren Plumbagin parametreleri Antechamber kullanılarak oluşturulmuş, ardından ACPYPE ile topoloji dönüşümü yapılmış ve Joung-Cheatham iyon parametreleri atanmıştır. Her protein-ligand kompleksi, protein ile kutu arasında minimum 1.2 nm mesafe olacak şekilde kesik düzgün onikiyüzlü (truncated dodecahedral) bir simülasyon kutusuna yerleştirilmiş, TIP3P su molekülleri ile solvate edilmiş ve 0.15 M Na⁺/Cl⁻ eklenerek nötralize edilmiştir. En dik iniş (steepest descent) algoritması kullanılarak enerji minimizasyonundan (Fmax < 1,0 kJ·mol⁻1·nm⁻1) sonra sistem, 298 K'de her biri 20 ps süren ardışık NVT ve NPT dengelemelerine tabi tutulmuştur. Ardından, Verlet kesme şeması ve 2 fs entegrasyon zaman adımı kullanılarak NPT koşulları altında 20 ns boyunca üretim simülasyonları gerçekleştirilmiştir. Uzun menzilli elektrostatik etkileşimler parçacık ağı Ewald (PME) yöntemi ile hesaplanmış, hem elektrostatik hem de van der Waals etkileşimleri için 1.2 nm'lik bir kesme mesafesi uygulanmıştır. Hidrojen içeren bağları kısıtlamak için LINCS algoritması kullanılmıştır. Sıcaklık Nosé-Hoover termostatı ile 298 K'de, basınç ise Parrinello-Rahman barostatı ile 1 bar'da sabit tutulmuştur. Koordinatlar, sonraki analizler için her 10 ps'de bir kaydedilmiştir. Trajektör analizi ve görselleştirme GROMACS araçları, VMD ve PyMOL kullanılarak yapılmış; uygun olan durumlarda MM-PBSA bağlanma serbest enerjisi hesaplamaları ise gmx_MMPBSA ile gerçekleştirilmiştir.
Moleküler dinamik yörüngelerinin dengelenme değerlendirmesi ve MM-PBSA serbest enerji örnekleme protokolü
Her bir protein–plumbagin kompleksi için GROMACS kullanılarak 20 ns'lik tüm-atom üretim moleküler dinamik simülasyonu gerçekleştirilmiştir. 10 ns zaman noktası denge sınırı olarak belirlenmiştir: 0–10 ns'lik segment, protein ana zincirinin ve ligand bağlama cebinin sürekli konformasyonel ayarlamalar geçirdiği konformasyonel gevşeme fazı olarak tanımlanmıştır; 10–20 ns'lik segment ise RMSD, dönme yarıçapı (Rg), kalıntı bazlı RMSF, ligandın gömülü SASA'sı,le moleküller arası hidrojen bağları ve yalnızca küçük kararlı durum dalgalanmaları gösteren ligand–reseptör etkileşim enerjilerinde tek yönlü sürüklenmenin olmamasıyla kanıtlandığı üzere, termodinamik olarak kararlı plato olarak tanımlanmıştır. Tüm kantitatif kinetik parametreler ve MM/PBSA bağlanma serbest enerjileri, gmx_MMPBSA girdisi için sistem başına 1.00 denge anlık görüntüsü sağlayacak şekilde her 10 ps'de bir düzenli olarak karelerin çıkarıldığı 100–20 ns'lik denge fazından özel olarak hesaplanmıştır. Serbest enerji hesaplamalarındaki konformasyonel sürüklenme kaynaklı etkileri ortadan kaldırmak için gevşeme yörüngelerinin ilk 10 ns'lik kısmı dışlanmıştır.
Prostat kanserinde hedef genlerin prognostik analizi
Prognostik analizler, The Cancer Genome Atlas (TCGA) prostate kanseri veri setleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. RNA dizileme (STAR-counts) verileri ve ilgili klinik bilgiler Genomic Data Commons portalından (https://portal.gdc.cancer.gov) elde edilmiştir. Gen ekspresyon sayımları, milyon başına transkript (TPM) birimine dönüştürülmüş ve log2(TPM + 1) kullanılarak normalize edilmiştir. Klinik bilgileri eksik olan örneklerin çıkarılmasının ardından, analize 498 vaka dahil edilmiştir. Hastaları yüksek ve düşük ekspresyon gruplarına ayırmak için her bir genin medyan ekspresyon seviyesi kullanılmıştır. SRC için genel sağkalım (OS) ve MAPK3 için progresyonsuz sağkalım (PFS) değerlerini değerlendirmek amacıyla, log-rank testi ile Kaplan-Meier sağkalım analizi ve tek değişkenli Cox orantılı riskler regresyonu uygulanmış; hazard oranları (HR'ler) ve %95 güven aralıkları (CI'lar) raporlanmıştır. Öngörücü performans, 1, 3 ve 5. yıllarda zamana bağlı alıcı işletim karakteristiği (ROC) eğrileri oluşturularak daha ayrıntılı şekilde değerlendirilmiştir. İstatistiksel analizler R versiyon 4.0.3 ile yürütülmüş ve P < 0.05 değeri istatistiksel olarak anlamlı kabul edilmiştir.