معلومة

كيف يرتبط مركز تجويف البروتين بالربط؟


أنا محتار ولدي الأسئلة التالية:
1. ما هي (في سياق المقال أدناه) مراكز تجويف البروتين؟
2. كيف ترتبط بالربط؟

(التحديد الآلي لخصائص تفاعل البروتين - الترابط باستخدام البرمجة المنطقية الاستقرائية: دراسة حالة ملزمة سداسية ، Santos et a. 2012)


كما يمكنك أن تجد أسفل الجدول مع مراكز التجاويف في إصدار pdf من هذه المقالة:

يسرد الجدول معرف PDB الخاص بالبروتين ، والرابط الذي تم النظر فيه ومركز التجويف المحدد. 22 ربيطة تشبه السداسيات في الشكل و / أو الحجم. مركز التجويف هو النقطه الوسطى لأعداد ذرات PDB المبلغ عنها.

وبعد ذلك بقليل:

يتم حساب مركز موقع الربط باعتباره النقطه الوسطى حلقة سداسي البرانوز للأمثلة الإيجابية ، وكجيجند أو نقطة جيب فارغة للأمثلة السلبية. تقع ذرات الحلقة السداسية البرانوزية حتى 2.9 A بعيدًا عن النقطه الوسطى للحلقة. نظرًا لأن بعض التفاعلات الذرية يمكن أن تكون مهمة حتى 7 A [22] ، فإننا نعتبر موقع الارتباط مثل كل ذرات البروتين الموجودة داخل مجال نصف قطر 10 ̊ A حول مركز الربط. يتم التخلص من جميع الذرات الأخرى.

لذا في الأساس @ aandreev هو الحق. يمكنك أن تقرأ عن النقط الوسطى هنا


الكريبتوكروم

الكريبتوكروميات هي مستقبلات ضوئية تنظم الانجواء بضوء الساعة البيولوجية في النباتات والحيوانات. كما أنها تعمل كأجزاء متكاملة من مذبذب الساعة البيولوجية المركزي في أدمغة الحيوانات وكمستقبلات تتحكم في التكوين الضوئي استجابةً للضوء الأزرق أو فوق البنفسجي (UV-A) في النباتات. من المحتمل أن تكون الكريبتوكرومات هي السلالة التطورية للإنزيمات الضوئية للحمض النووي ، وهي إنزيمات تنشط بالضوء لإصلاح الحمض النووي ، وتصنف إلى ثلاث مجموعات - الكريبتوكروميات النباتية ، والكريبتوكروميات الحيوانية ، وبروتينات CRY-DASH. تحتوي Cryptochromes و photolyases على هياكل ثلاثية الأبعاد متشابهة ، تتميز بمجال α / ومجال حلزوني. يشتمل الهيكل أيضًا على chromophore ، flavin adenine dinucleotide (FAD). إن تجويف الوصول إلى FAD للمجال الحلزوني هو الموقع التحفيزي للضوء ، ومن المتوقع أيضًا أن يكون مهمًا في آلية الكريبتوكروميات.


محتويات

يعمل TetR كجهاز homodimer. [1] يتكون كل مونومر من عشر حلزونات ألفا متصلة بواسطة حلقات ودورات. يمكن تقسيم الهيكل العام لـ TetR إلى مجالين لربط الحمض النووي (واحد لكل مونومر) ونواة تنظيمية مسؤولة عن التعرف على التتراسيكلين وثنائيته. يتضاءل TetR عن طريق إجراء اتصالات كارهة للماء داخل المركز التنظيمي. يوجد تجويف ملزم للتتراسيكلين في الحلزونات الخارجية للمجال التنظيمي. عندما يربط التتراسيكلين هذا التجويف ، فإنه يتسبب في تغيير توافقي يؤثر على مجال ربط الحمض النووي بحيث لم يعد TetR قادرًا على ربط الحمض النووي. نتيجة لذلك ، يتم التعبير عن TetA و TetR. لا يزال هناك بعض الجدل في المجال حول ما إذا كانت مشتقات التتراسيكلين وحدها يمكن أن تسبب هذا التغيير التوافقي أو ما إذا كان يجب أن يكون التتراسيكلين معقدًا مع المغنيسيوم لربط TetR. [4] (عادةً ما يربط TetR معقدات التتراسيكلين- Mg 2+ داخل البكتيريا ، ولكن لوحظ ارتباط TetR بالتتراسيكلين وحده في المختبر.)

تتعرف مجالات ربط الحمض النووي لـ TetR على تسلسل متناظر من 15 زوجًا أساسيًا لمشغل TetA. [1] [5] تتكون هذه المجالات بشكل أساسي من شكل حلزوني دوراني (HTH) شائع في أفراد عائلة بروتين TetR (انظر أدناه). ومع ذلك ، فقد ثبت أيضًا أن البقايا الطرفية N التي تسبق هذا الشكل مهمة لربط الحمض النووي. [6] على الرغم من أن هذه البقايا لا تتصل مباشرة بالحمض النووي ، إلا أنها تحزم ضد HTH وهذه التعبئة ضرورية للربط. تحتوي أشكال HTH في الغالب على تفاعلات كارهة للماء مع الأخاديد الرئيسية للحمض النووي المستهدف. [1] يؤدي ارتباط TetR بتسلسل الحمض النووي المستهدف إلى حدوث تغييرات في كل من DNA و TetR. [7] يتسبب TetR في اتساع الأخاديد الرئيسية بالإضافة إلى التواء في حلزون واحد من شكل HTH لـ TetR يتبنى 310 تحول حلزوني نتيجة لتفاعلات الحمض النووي المعقدة.

اعتبارًا من يونيو 2005 ، كانت هذه العائلة من البروتينات تضم حوالي 2353 عضوًا منظمين نسخًا. [1] (تتحكم منظمات النسخ في التعبير الجيني.) تحتوي هذه البروتينات على شكل حلزون دوراني (HTH) وهو مجال ربط الحمض النووي. يعتبر اللولب الثاني الأكثر أهمية لخصوصية تسلسل الحمض النووي وغالبًا ما يتعرف على الأحماض النووية داخل الأخدود الرئيسي للحلزون المزدوج. [7] في غالبية أفراد الأسرة ، هذا الشكل موجود على الطرف N من البروتين ويتم حفظه بشكل كبير. [1] لم يتم ملاحظة الحفظ العالي لعنصر HTH في المجالات الأخرى للبروتين. من المحتمل أن تكون الاختلافات التي لوحظت في هذه المجالات التنظيمية الأخرى بسبب الاختلافات في الجزيئات التي يشعر بها كل فرد من أفراد الأسرة.

أفراد عائلة بروتين TetR هم في الغالب مثبطات نسخية ، مما يعني أنهم يمنعون التعبير عن جينات معينة على مستوى الحمض النووي. يمكن أن تعمل هذه البروتينات على الجينات ذات الوظائف المختلفة بما في ذلك مقاومة المضادات الحيوية ، والتخليق الحيوي والتمثيل الغذائي ، والتسبب البكتيري ، والاستجابة لإجهاد الخلية.


اكتشف العلماء كيف يحمل بروتين Wntless Wnts في مسارات إشاراته

توصل باحثون من كلية الطب Duke-NUS في سنغافورة وجامعة كولومبيا في الولايات المتحدة إلى حل كيفية قيام بروتينات Wnt ، التي تلعب دورًا أساسيًا في تكاثر الخلايا وتمايزها ، برحلة للسفر من مصنعها الخلوي إلى سطح الخلية. يمكن استخدام الأدوية التي تتداخل مع نقل Wnt ، مثل الدواء المضاد للسرطان المصنوع في سنغافورة ETC-159 ، لعلاج الأمراض التي تحتوي على إشارات Wnt الزائدة ، مثل السرطان والتليف.

قال البروفيسور ديفيد فيرشوب ، مدير برنامج بيولوجيا السرطان والخلايا الجذعية في Duke-NUS والمؤلف المقابل الدراسة.

Wnts عبارة عن بروتينات ترسل إشارات من الخلايا لإخبار الأنسجة والأعضاء بما يجري حولها. تعتمد الحيوانات من الإسفنج وقناديل البحر إلى البشر على إشارات Wnt لبناء خطط أجسامهم. في البشر البالغين ، يستمر Wnt في التحكم في الوظائف ، بما في ذلك الحفاظ على الشعر والأمعاء وحشوات التذوق. على عكس معظم بروتينات الإشارات من خلية إلى أخرى ، فإن Wnts لها حمض دهني مرتبط بها. بسبب هذا الحمض الدهني المرفق ، تتطلب Wnts بروتين ناقل مخصصًا يسمى Wntless (WLS).

لكن كيف ينقل بروتين WLS إشارة Wnt المعدلة بالأحماض الدهنية حول الخلايا وبين الخلايا لم يتم فهمها.

في هذا العمل ، الذي نُشر الأسبوع الماضي في زنزانة، حدد الباحثون التركيب الجزيئي لـ Wnt حيث يتم حمله بواسطة Wntless باستخدام الفحص المجهري الإلكتروني. سمحت هذه الطريقة للباحثين بدراسة هياكل البروتينين في حالة شبه أصلية دون تدخل من التلوين أو التثبيت الذي يتطلبه الفحص المجهري الإلكتروني التقليدي.

قال Filippo Mancia ، أستاذ مشارك في علم وظائف الأعضاء والفيزياء الحيوية الخلوية في المركز الطبي بجامعة كولومبيا والمؤلف المقابل للدراسة.

من اليسار: يحلل مؤلفو الدراسة الدكتور يو جيا ، وهو زميل أبحاث كبير ، والبروفيسور ديفيد فيرشوب ، مدير برنامج بيولوجيا السرطان والخلايا الجذعية في Duke-NUS ، البنية ثلاثية الأبعاد لبروتينات Wnt و Wntless لتطوير رؤى مهمة. الائتمان: كلية الطب Duke-NUS

"يكشف الهيكل أيضًا كيف يمكن حماية الحمض الدهني المرتبط بـ Wnt في الغشاء عند ارتباطه بـ WLS ويساعد في تفسير سبب ضرورة وجود مستقبل ، مثل WLS ، لنقل Wnt من داخل الخلايا إلى غشاء الخلية". Rie Nygaard ، عالم أبحاث مشارك في Mancia Lab ، الذي قاد عنصر البيولوجيا الهيكلية في المشروع.

كشفت البنية أن WLS له مجالان: مجال عبر الغشاء ومجال ثان يشبه منظم الأحماض الدهنية القديمة. يتم إدخال ذيل الأحماض الدهنية لـ Wnt في تجويف محفوظ في مجال الغشاء لـ WLS.

يعد مجال الغشاء حيث يرتبط ذيل الأحماض الدهنية هدفًا دوائيًا واعدًا لأنه مرتبط هيكليًا بعائلة المستقبلات المقترنة ببروتين G (GPCRs) ، والتي وُجد أنها قابلة جدًا للدواء.

قال يو جيا ، أحد مؤلفي الدراسة وزميل باحث أول في Duke-NUS: "الأمر الأكثر تشجيعًا بالنسبة لنا هو أن لدينا بالفعل عقارًا مرشحًا يمنع هذا التفاعل المحدد وهو ETC-159". برنامج بيولوجيا السرطان والخلايا الجذعية.

ETC-159 هو دواء مضاد للسرطان مصنوع في سنغافورة ، تم تطويره بشكل مشترك من قبل Duke-NUS و Experimental Drug Development Center (EDDC) ، وهو عبارة عن منصة وطنية لاكتشاف وتطوير الأدوية التي تستضيفها A * STAR ، وكالة العلوم والتكنولوجيا والبحوث. مثبط Wnt هو دواء جديد مرشح جزيء صغير يستهدف مجموعة من السرطانات. يتقدم حاليًا من خلال التجارب السريرية كعلاج لمجموعة فرعية من سرطانات القولون والمستقيم وأمراض النساء.

على مدار العام المقبل أو نحو ذلك ، يأمل فريق الباحثين في البناء على هذا الهيكل لفهم كيفية تحميل Wnts على WLS وكيفية توصيل WLS إلى مستقبلاته بالتفصيل.


معلومات المقالة

التركيب البلوري للبروتين coelenterazine من رينيلا مويليري عند 1.7 Å: لماذا لا يكون بروتينًا ضوئيًا ينظمه الكالسيوم

إذا لم تكن مؤلف هذه المقالة وترغب في إعادة إنتاج مادة منها في منشور تابع لجهة خارجية بخلاف RSC ، فيجب عليك طلب الإذن رسميًا باستخدام مركز حقوق النشر والتخليص. انتقل إلى تعليمات استخدام صفحة مركز ترخيص حقوق النشر للحصول على التفاصيل.

لا يحتاج المؤلفون الذين يساهمون في منشورات RSC (مقالات المجلات والكتب أو فصول الكتب) إلى طلب إذن رسمي لنسخ المواد الواردة في هذه المقالة شريطة أن يتم تقديم الإقرار الصحيح مع المواد المنسوخة.

يجب أن تُنسب المواد المستنسخة على النحو التالي:

  • لاستنساخ المواد من NJC:
    مستنسخة من المرجع. XX بإذن من المركز الوطني للبحوث العلمية (CNRS) والجمعية الملكية للكيمياء.
  • لاستنساخ المواد من PCCP:
    مستنسخة من المرجع. XX بإذن من الجمعيات المالكة لـ PCCP.
  • لاستنساخ المواد من PPS:
    مستنسخة من المرجع. XX بإذن من الجمعية الأوروبية لعلم الأحياء الضوئية ، والجمعية الأوروبية للكيمياء الضوئية ، والجمعية الملكية للكيمياء.
  • لاستنساخ المواد من جميع المجلات والكتب الأخرى التابعة لمركز البحوث والدراسات:
    مستنسخة من المرجع. XX بإذن من الجمعية الملكية للكيمياء.

إذا تم تعديل المادة بدلاً من استنساخها من منشور RSC الأصلي "مستنسخ من" يمكن استبداله بـ "مقتبس من".

في جميع الحالات المرجع. XX هو المرجع XX في قائمة المراجع.

إذا كنت مؤلفًا لهذه المقالة ، فلست بحاجة إلى طلب إذن رسمي لنسخ الأرقام والمخططات وما إلى ذلك الواردة في هذه المقالة في منشورات طرف ثالث أو في أطروحة أو أطروحة شريطة أن يتم تقديم الإقرار الصحيح مع المواد المنسوخة.

يجب أن تُنسب المواد المستنسخة على النحو التالي:

  • لاستنساخ المواد من NJC:
    [الاقتباس الأصلي] - مستنسخ بإذن من الجمعية الملكية للكيمياء (RSC) نيابة عن المركز الوطني للبحث العلمي (CNRS) ومركز البحوث العلمية
  • لاستنساخ المواد من PCCP:
    [الاقتباس الأصلي] - مستنسخ بإذن من الجمعيات المالكة لـ PCCP
  • لاستنساخ المواد من PPS:
    [الاقتباس الأصلي] - مستنسخ بإذن من الجمعية الملكية للكيمياء (RSC) نيابة عن الجمعية الأوروبية لعلم الأحياء الضوئية ، والجمعية الأوروبية للكيمياء الضوئية ، و RSC
  • لنسخ المواد من جميع مجلات RSC الأخرى:
    [الاقتباس الأصلي] - نُسخ بإذن من الجمعية الملكية للكيمياء

إذا كنت مؤلفًا لهذه المقالة ، فلا تزال بحاجة إلى الحصول على إذن لنسخ المقالة بأكملها في منشور تابع لجهة خارجية باستثناء إعادة إنتاج المقال بأكمله في أطروحة أو أطروحة.

تتوفر معلومات حول إعادة إنتاج المواد من مقالات RSC بتراخيص مختلفة في صفحة طلبات الأذونات الخاصة بنا.


شكر وتقدير

نشكر Hanna Nilsson لتنقية البروتين ، و Torbjörn Drakenberg للمساعدة في 13 تجربة C NMR ، و Hans Lilja لصيانة مطياف NMR ، و Ulf Ryde للمساعدة في عمليات المحاكاة في Lund ، و Andrew McCammon لتوفير التسهيلات للحسابات الأولية ، و Gerhard Hummer للحصول على تعليقات قيمة . تم دعم هذا العمل من قبل مجلس البحوث السويدي. تم تمويل الموارد الحسابية من قبل مؤسسة العلوم الوطنية ومعهد هوارد هيوز الطبي (في جامعة كاليفورنيا ، سان دييغو) ومركز لوند للعلوم الحاسوبية (في جامعة لوند).


2 طرق

2.1 إدخال MDpocket

تنسيق الإدخال العام لـ MDpocket هو ملف نصي يسرد أسماء الملفات لجميع ملفات pdb التي يجب أخذها في الاعتبار للتحليل. هذا الاختيار مدفوع بحقيقة أن مسارات MD يتم تخزينها في تنسيقات ملفات مختلفة اعتمادًا على المواصفات المحددة في برامج مثل Amber (Case وآخرون.، 2005) ، تشارم (بروكس وآخرون.، 2009 MacKerel وآخرون.، 1998) ، Gromacs (Hess وآخرون.، 2008) أو NAMD (Phillips وآخرون.، 2005). نظرًا لعدم وجود تنسيق مشترك ، فقد قررنا تحويل المسار إلى مجموعة من ملفات pdb تتوافق مع اللقطات المأخوذة على طول المحاكاة. علاوة على ذلك ، عندما يتم ترتيب هذه الملفات حسب الوقت ، يسمح MDpocket بتحليل الأحداث التي تعتمد على الوقت. بالإضافة إلى ذلك ، يسهل استخدام ملفات pdb أيضًا تحليل هياكل الأشعة السينية المأخوذة من PDB. أخيرًا ، لا يلزم أن تكون ملفات PDB متطابقة (لا يلزم وجود طوبولوجيا عامة) ، مما يجعل MDpocket قابلاً للتكيف بسهولة لتحليل المجموعات المطابقة من مصادر مختلفة (البروتينات المتماثلة ، على سبيل المثال).

لإجراء الكشف عن التجويف باستخدام MDpocket ، من المهم تثبيت هياكل PDB على بعضها البعض. تحقيقا لهذه الغاية ، تم تجريد جزيئات المذيبات والأيونات المضادة من النظام قبل تصدير pdb ، ثم تم إجراء المحاذاة الهيكلية باستخدام ptraj من AmberTools (Case وآخرون., 2005).

2.2 معلمات fpocket والإخراج

يعتمد MDpocket على برنامج الكشف عن الجيب fpocket، والذي يستخدم على نطاق واسع في تغطية Voronoi بالفسيفساء أثناء اكتشاف التجاويف. يسمح هذا النهج الهندسي بالاسترداد بدون الكرات α (أي الكرات التي تتلامس مع أربع ذرات بالضبط دون أي ذرة أخرى موجودة داخل الكرة). يتوافق مركز الكرة α مع قمة فورونوي. يتم توفير قائمة بجميع رؤوس فورونوي (مجمعة في جيوب) الموجودة على سطح البروتين في إخراج fpocket.

ال fpocket الوحدة مرنة للغاية فيما يتعلق بنوع التجويف المراد اكتشافه. تتحقق المرونة من خلال معلمات سطر الأوامر التي يمكن للمستخدم الوصول إليها والتي تؤثر على تصفية وتجميع المجالات α. أهم المعلمات هي تلك التي تحدد حجم كرات α المبنية في موقع ربط (−m: الحد الأدنى لحجم α-sphere -M: الحد الأقصى لحجم α-sphere). علاوة على ذلك ، يمكن تعديل تصفية وتجميع الكرات α باستخدام المعلمات -i (الحد الأدنى لعدد الكرات α في الجيب النهائي) و −n (الحد الأدنى لعدد الكرات α القريبة من بعضها البعض لدمج موقعي ربط في واحد).

تم هنا تقييم ثلاث مجموعات مختلفة من المعلمات لاكتشاف الجيب لتوضيح قابلية التوسع في الخوارزمية. تشير المجموعة 1 إلى الإعداد الافتراضي fpocket مجموعة المعلمات (-m 3.0 ، -M 6.0 ، -i 30 ، -n 3) ، وهي مصممة للكشف عن مواقع ربط الجزيئات الصغيرة (مثل الببتيدات والمركبات الشبيهة بالعقاقير). تهدف المجموعة 2 إلى تحديد القنوات والجيوب الصغيرة جدًا (-m 2.8 ، -M 6.0 ، -i 3 ، -n 2). أخيرًا ، تم اختيار المجموعة 3 (-m 3.5 ، -M 5.5 ، -i 1 ، -n 2) لتمثيل كرة α ذات حجم أدنى ذي مغزى ماديًا ، مع الاحتفاظ بجميع الجيوب (حتى الجيوب الصغيرة التي تم بناؤها بواسطة α واحد -sphere) ، وبالتالي فهي مناسبة بشكل أفضل لتحديد التجاويف المفتوحة جدًا التي يمكن الوصول إليها ماديًا لجزيء الماء والكشف عن القنوات المستمرة التي يمكن أن تستوعب جزيء الماء.

2.3 سير عمل MDpocket: كشف الجيب

تم اكتشاف الجيوب بناءً على سير العمل الموضح في الشكل التكميلي S1:

يتم وضع شبكة بمسافة 1 فوق اللقطة الأولى لمجموعة ملفات pdb المتراكبة.

fpocket يتم تشغيله على كل لقطة لمجموعة ملفات pdb.

على عكس اكتشاف الجيب على هيكل ثابت واحد ، يوفر MDpocket معلومات حول مرونة الجيوب من خرائط التردد / الكثافة الطبيعية الناتجة عن مجموعة معينة من الهياكل. هذا اختلاف كبير عن الأساليب الأخرى التي تعين معرّفات الجيب المنفصلة لتتبع الجيوب أثناء مسارات MD (Eyrisch and Helms ، 2007). في MDpocket ، لا يلزم تحديد هوية الجيب وتتبعها بدقة ، مما يجعل بروتوكول الكشف أكثر عمومية وأقل عرضة للخطأ.

2.4 سير عمل MDpocket: توصيف الجيب

تعد خرائط التردد والكثافة ذات قيمة لاستكشاف فتح / إغلاق الجيب. يسمح MDpocket أيضًا بتوصيف تلك الجيوب أو مواقع الربط من خلال توفير مجموعة متنوعة من الواصفات ، والتي تشمل مساحة السطح التي يمكن الوصول إليها وحجم الجيب ، وعدد الكرات α ومتوسط ​​الكثافة الكارهة للماء ، وهو مؤشر على قابلية استخدام موقع الربط (شميدتك وباريل ، 2010).

لتنفيذ توصيف الجيب ، يمكن للمستخدم استخراج جميع نقاط الشبكة التي لها قيمة شبكة مساوية أو أعلى من عتبة معينة من خريطة تردد الجيب المحسوبة مسبقًا (يتم تحديد القيمة الافتراضية 0.5 في MDpocket). وبالتالي ، يسمح تصور خريطة التردد للمستخدم بتحديد منطقة الاهتمام (أي قناة عابرة أو موقع ربط) باستخدام أداة عرض رسومية ، ويمكن بعد ذلك استخدام المنطقة المحددة بواسطة المستخدم (المحفوظة كملف pdb) كمدخل لـ MDpocket من أجل تحديد جميع واصفات الجيب المقابلة للمنطقة المحددة للمجموعة بأكملها.

2.5 التحقق من صحة MDpocket

تمت معايرة فائدة ودقة MDpocket مع الأخذ في الاعتبار ثلاثة أنظمة جزيئية تمت دراستها مسبقًا في مجموعتنا.

HSP90: تم النظر أولاً في مسار مسار 78.5 نانوثانية للمجال الطرفي N لبروتين الصدمة الحرارية 90 (HSP90) مع المذيب الصريح (نموذج الماء TIP3P). تم تشغيل المحاكاة في مجموعة NPT (1 atm ، 298 K) باستخدام شروط الحدود الدورية ومجاميع Ewald (تباعد الشبكة 1 Å) للتفاعلات الكهروستاتيكية طويلة المدى. مجال القوة parm99 والعنبر (Case وآخرون.، 2005) كما تم استخدام الحزمة. من هذا المسار ، تم استخراج 3925 لقطة متباعدة بشكل متساو وتحليلها باستخدام MDpocket. علاوة على ذلك ، تم بناء مجموعة بديلة من الهياكل عن طريق استرداد 88 بنية بلورية للأشعة السينية من PDB (الجدول التكميلي S1) ، والتي تمت محاذاتها لاحقًا باستخدام PyMOL.

ميغا بايت: تم غمر التركيب البلوري لـ Mb (إدخال PDB 1VXD) (Yang and Phillips ، 1996) في صندوق ثماني السطوح من جزيئات الماء TIP3P وتم تحييد الشحنة الصافية للنظام باستخدام أيونات الصوديوم. احتوى النظام النهائي

21000 ذرة. تم تشغيل عمليات المحاكاة باستخدام وحدة PMEMD الخاصة بـ amber9 ومجال القوة parmm99 مع معلمات خاصة لبقايا الدم (Bidon-Chanal وآخرون.، 2006 مارتي وآخرون.، 2006). تم استخدام خوارزمية SHAKE للحفاظ على الروابط التي تتضمن ذرات الهيدروجين بطول توازنها ، بالتزامن مع خطوة زمنية قدرها 1 fs لتكامل معادلات نيوتن. تم جمع المسارات في مجموعة NPT (1 atm ، 298 K) باستخدام شروط الحدود الدورية ومقادير Ewald (تباعد الشبكة 1 Å) للتفاعلات الكهروستاتيكية طويلة المدى. تم تصغير الأنظمة باستخدام بروتوكول متعدد الخطوات ، يتضمن أولاً ضبط الهيدروجين ، ثم صقل جزيئات الماء وأخيراً تقليل النظام بأكمله. تم إجراء الموازنة عن طريق التسخين من 100 إلى 298 كلفن في أربع خطوات 100 ps عند 150 و 200 و 250 و 298 كلفن أخيرًا ، تم الحصول على مسار 50 نانوثانية ، وجمع الإطارات على فترات 1 ps. تم إجراء تحليل MDpocket مع 10000 لقطة متباعدة بالتساوي في الوقت المناسب.

P38 خريطة كيناز: تم استخدام هيكل PDB 1P38 كهيكل أولي لمسار 50 نانوثانية MD. تم استخدام Leap لغمر البروتين في صندوق مذيب ثماني السطوح. تم تحييد الشحنة الكلية للنظام عن طريق إضافة العدادات. يحتوي صندوق المذيب على خليط من الماء و 20٪ جزيئات أيزوبروبانول. للحصول على مزيد من المعلومات حول بروتوكول الموازنة ، راجع Seco وآخرون. (2009). تم تنفيذ عملية الإنتاج عند 1 atm و 300 K باستخدام شروط الحدود الدورية. إجمالاً ، تم استخدام 5000 لقطة متباعدة بالتساوي في الوقت لتحليل MDpocket.

لتقييم ما إذا كان MDpocket قادرًا على تقديم تلميحات مفيدة أثناء اختيار مطابقة المستقبل للالتحام الجزيئي ، تم استخراج 32 بنية بلورية للأشعة السينية لـ P38 مع مطابقة DFG-in والرابطات المرتبطة من PDB (القائمة التكميلية S2) ، ومواءمتها مع جميع لقطات MDs باستخدام ذرات Cα للمخلفات 35-39 ، 45-50 و 100-104 ، والتي تتوافق مع الجزء المستقر من الصفيحة التي تبطن موقع الربط. من أجل استخراج طاقات التفاعل لكل DFG في يجند ، تم استخراج الترابط المحاذي من التركيب البلوري وإضافته إلى كل لقطة لمسار MD لحساب طاقة التفاعل. تم إجراء جميع حسابات الطاقة باستخدام بيئة التشغيل الجزيئي (MOE) (مجموعة الحوسبة الكيميائية ، 2009) ، ووظيفة الطاقة الكامنة الافتراضية مع مجال قوة حقل Merck الجزيئي (MMFF). لم يتم تطبيق أي تعديلات أو تغييرات توافقية على الروابط بالقرب من المخلفات في موقع الربط. وبالتالي ، يجب أن يعطي تقييم طاقة التفاعل الخام هذا بشكل أساسي نظرة ثاقبة للاشتباكات الفراغية التي يمكن أن تحدث في معقد البروتين اللاجند ، إذا تم إرساء الرابط في شكل معين من البروتين المأخوذ أثناء مسار MD.


مبادئ علم الأدوية العشبية

التفاعلات العكسية وعلم السموم

تم العثور على العفص إلى حد ما في العديد من النباتات الطبية. تشير التعليقات التالية حول التفاعلات الضائرة فقط إلى جرعات عالية نسبيًا من الأعشاب التي تحتوي على كميات كبيرة من العفص. من غير المحتمل أن يكون للتعرض العرضي للعفص عند مستويات منخفضة أي تأثير سلبي كبير على الصحة. في الواقع ، يوجد العفص المكثف في العديد من الأطعمة الشائعة الاستهلاك. على النقيض من ذلك ، فإن العفص القابل للتحلل المائي أقل شيوعًا في الأطعمة (يعتبر الرمان استثناءً واحدًا) وهذا يشير إلى أنه يجب تجنب تناول هذه المجموعة العلاجية على المدى الطويل.

الجرعات العالية من العفص تؤدي إلى قابلية مفرطة للأغشية المخاطية ، مما ينتج عنه تأثير مزعج. ربما أدى هذا إلى ممارسة إضافة الحليب إلى الشاي حيث ترتبط التانينات بشكل تفضيلي بالبروتينات الموجودة في الحليب بدلاً من جدار الأمعاء. ومع ذلك ، حتى إضافة الحليب لا يمنع الإمساك الذي يمكن أن ينتج عن تناول المزمن لمستويات عالية من العفص. لهذه الأسباب ، يجب استخدام جرعات عالية من الأعشاب شديدة القابض بحذر في الحالات الشديدة الالتهاب أو التقرح في الجهاز الهضمي وفي المرضى الذين يشكون من الإمساك.

يمنع تناول العفص المزمن إنزيمات الجهاز الهضمي ، وخاصة الإنزيمات المرتبطة بالغشاء على الغشاء المخاطي المعوي الدقيق. 277 العفص مركب أيونات المعادن ويمنع امتصاصها. وجدت إحدى الدراسات أنه طالما يتم استهلاك الشاي والحديد بشكل منفصل ، لا يتأثر امتصاص الحديد. 278 يمكن استغلال هذه الخاصية المعقدة للحديد من العفص في المرضى الذكور المصابين بداء ترسب الأصبغة الدموية ، والذي يُعرف الآن بأنه اضطراب شائع نسبيًا. (انظر الملحق ج لمزيد من المعلومات حول هذه التفاعلات المحتملة مع الأعشاب المحتوية على التانين.) يمكن أن تتفاعل التانينات أيضًا مع الثيامين وتقلل من امتصاصه. 279

تؤدي إضافة حمض التانيك ، وهو حمض التانين القابل للتحلل المائي ، إلى خليط كبريتات الباريوم المستخدم في الحقن الشرجية للباريوم إلى زيادة إنتاجية الفحص ودقته. يبرز الغشاء المخاطي للقولون بوضوح ويتم تحسين تصور الورم. ومع ذلك ، تم حظر هذه الممارسة في عام 1964 من قبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA). 280 وعُزيت العديد من الوفيات الناجمة عن السمية الكبدية الحادة ، ومعظمها عند الأطفال ، إلى هذه الممارسة. 281 في هذه الحالات ، تم امتصاص كميات كافية من حمض التانيك لإحداث تلف كبير في الكبد مباشرة في مجرى الدم من القولون. من غير المرجح أن يتبع هذا التأثير من استخدام الأعشاب المحتوية على التانين. ومع ذلك ، تم تسجيل بعض الحالات غير المبررة من السمية الكبدية العشبية. لذلك من الحكمة تجنب استخدام جرعات عالية من الأعشاب شديدة القابض في المرضى الذين يعانون من تلف شديد في الجهاز الهضمي ، بخلاف الظروف المذكورة أعلاه. تم ربط استهلاك مستخلص الشاي الأخضر بحالات نادرة من السمية الكبدية. 282

العفص مادة مسرطنة عند حقنها تحت الجلد 283 وقد تورط شاي الأعشاب المحتوي على العفص في التطور المحتمل لسرطانات المريء. 284،285 في حين أن هذه الارتباطات ربما ليس لها صلة كبيرة بالعلاج بالنباتات ، إلا أنها تقترح توخي الحذر مع الاستخدام الفموي والموضعي طويل المدى (على الجلد التالف) للأعشاب المحتوية على التانين.


تحليل البروتين الحسابي

تلعب البروتينات أدوارًا رئيسية في جميع المسارات البيولوجية تقريبًا في النظام الحي ، ويتم تحديد وظائفها من خلال الشكل ثلاثي الأبعاد لسلسلة البولي ببتيد المطوية. أحدثت التطورات في تسلسل الحمض النووي والبيولوجيا الهيكلية على مر السنين ثورة في فهمنا للعلاقة بين البنية والوظيفة لهذه الجزيئات الكبيرة. على وجه الخصوص ، قدم عدد متزايد من هياكل البروتين في بنك بيانات البروتين معلومات لا تقدر بثمن حول الموقع الدقيق لكل ذرة ، مما يسمح بفهم هياكل البروتين والآلات الخلوية على المستوى الذري ويسهل اكتشاف الأدوية العلاجية. تكملة للطرق التجريبية ، في مناهج السيليكو يمكن أن تكشف عن معلومات إضافية تتعلق بالعديد من جوانب العلاقة بين بنية البروتين ووظائفه ، والتي يمكن إخفاءها بالصورة الثابتة لتكوين البروتين.

في بروفاكجين، نحن نستخدم أحدث أدوات برامج الكمبيوتر التي تتيح إجراء تحليلات شاملة للبروتين من خلال دمج كل من بيانات التسلسل والمعلومات الهيكلية. يمكن لفريق المعلوماتية الحيوية الخبير لدينا المساعدة في الكشف عن السمات المختلفة للبروتين محل الاهتمام ، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر:

  • المعلمات الفيزيائية والكيميائية
  • شرح وظائف البروتين
  • كشف التنادد والمحاذاة الهيكلية
  • اكتشاف الحافز
  • تحليل المواقع الوظيفية / الملزمة وحساب حجم التجويف
  • التحليل الطوبولوجي العالمي وتوصيف الهيكل المحلي
  • تحديد خريطة اتصال السطح / الواجهة
  • رسم خرائط شبكات الترابط H.
  • حساب الكهرباء الساكنة
  • تحليل الكتلة الكارهة للماء
  • تقييم استقرار البروتين / طاقة الطي
  • التنبؤ بالاضطراب الجوهري للبروتين
  • تقدير جودة الهيكل وتصحيح الخطأ
  • شبكات PPI القائمة على التسلسل والهيكل

نحاول وصف البروتينات بدقة في السيليكو وتقديم نظرة ثاقبة للوظائف بناءً على معلومات مثل تسلسلها وهيكلها ودينامياتها وتاريخها التطوري وارتباطها بالجزيئات الأخرى. ستقدم النتائج شرحًا للبيانات التجريبية المرصودة من منظور علم الأحياء الحسابي ، أو تعمل كدليل لمزيد من التجارب المعملية.

تحليل البروتين الحسابي

سمات

وقت الاستجابة السريع
تقرير مشروع مفصل عادة في غضون أسبوع
مجموعة متنوعة من التحليلات الحسابية المتاحة
تحليل حسب الطلب حسب الطلب
المساعدة في تحديد أدوات البرمجيات المناسبة
الخبراء متاحون للاستشارات الفنية والتصميم التجريبي

نعد بتقديم خدمة مخصصة وفقًا للاحتياجات المحددة لعملائنا و rsquo ودمج إجراءاتنا الحسابية في سير عملك. من فضلك لا تتردد في الاتصال بنا للحصول على مزيد من التفاصيل حول خدمة تحليل البروتين الحسابية.


5. الخلاصة

لقد قدمنا ​​خوارزمية تستنتج أنماط موقع الربط من خلال استخدام التشابه المحلي بين التجاويف الفرعية للموقع النشط. لا يكمن تفرد نهجنا في النظر فقط في التجاويف الفرعية ، ولكن أيضًا في التمثيل الهيكلي الأكثر اكتمالًا لهذه التجاويف الفرعية ، وتحديد معالمها والطريقة التي تتم مقارنتها بها. لقد أظهرنا قدرة الخوارزمية على الاستفادة من المعلومات الهيكلية غير المستخدمة سابقًا لإجراء استدلال ملزم للبروتينات التي لا تشترك في تشابه هيكلي كبير مع الأنظمة المعروفة. باستخدام البروتياز والثرومبين HIV-1 كحالات اختبار ، اتخذنا الخطوة الأولى نحو الاستدلال الدوائي القائم على التجويف الفرعي. نعتزم توسيع نطاق عملنا نحو الاستدلال الدوائي التلقائي بالكامل والتنبؤ بوظيفة البروتين. وبشكل أكثر تحديدًا ، نعتقد أنه يمكن استخدام خريطة صيدلانية تم إنشاؤها تلقائيًا لرسو السفن الافتراضية وتحسين العملاء المحتملين و من جديد تصميم الأدوية. مثال على جهد تحسين الرصاص باستخدام هذا النهج هو تطبيق تفضيلات الربط المتوقعة لاستبدال المجموعات الكيميائية على سقالة مدروسة جيدًا. قد تسمح المعرفة التفصيلية لخريطة الصيدلة أيضًا بالتنبؤ بوظيفة البروتين أو تقديم الدعم لفرضيات الربط التي يولدها الإنسان.


شاهد الفيديو: التركيب البنائي للبروتين (كانون الثاني 2022).