شبیه سازی دینامیک مولکولی برهمکنش ساخارین با پروتئین p53 انسانی

نقش شیرین کننده های مصنوعی در وقوع خطر سرطان در طی چند دهه گذشته به طور گسترده ای مورد بحث قرار گرفته است. لذا هدف از این مطالعه تعیین شبیه سازی دینامیک و مولکولی بر همکنش ساخارین (SA) با پروتیین p53 انسانی بود.

 این مطالعه بیوانفورماتیک در سال 1402 انجام شد. بر همکنش SA و سدیم ساخارین (SSA) با پروموتر(راه انداز) ژن p53 انسانی (Pp53g) قبلا در سال 1399 در دو بخش نظری و تجربی چاپ شده است، اما در مطالعه حاضر، قابلیت اتصال و جایگاه اتصال لیگاند SA به عنوان یک شیرین کننده مصنوعی با پروتیین p53 انسانی (رسپتور) به عنوان سرکوبگر تومور به صورت نظری انجام شد. رزیجوهای اسیدآمینه های درگیر در برهمکنش، انرژی آزاد اتصال و ثابت اتصال تعیین شد. برای محاسبات برهمکنش مولکولی، از داکینگ مولکولی استفاده شد. اطلاعات دقیق تر در خصوص شیوه اتصال کمپلکس لیگاندرسپتور با شبیه سازی دینامیک مولکولی MD  به دست آمد. فایل ساختار و توپولوژی برای پروتیینp53 انسانی استخراج شده از پایگاه داده پروتیین بر اساس میدان نیروی AMBER 99 با برنامه GROMACS 5.3.1 ساخته شد. برنامه acpype/Antechamber با GAFF برای ایجاد فایل ساختار و توپولوژی لیگاند در شبیه سازی MD استفاده شد. این میدان نیرو با میدان نیروی  AMBER 99سازگار است. زمان شبیه سازی در حلال صریح 50 نانوثانیه برای کمپلکس پروتیین p53 با SA بود. داده های جمع آوری شده با استفاده از نرم افزارهای مختلف و مقایسه با نتایج مقالات مرتبط تجزیه و تحلیل شدند.

 نتایج داکینگ مولکولی نشان داد که ترکیب SA به پروتیین p53 انسانی با انرژی اتصالی (پیوندی)، 55/4 -کیلوکالری بر مول و ثابت اتصال 18/462 میکرومولار اتصال یافت. یک پیوند پیوند هیدروژنی بین SA با اسیدآمینه Leu137 تشکیل شد. تغییرات کنفورماسیونی حاصل از شبیه سازی MD برای کمپلکس لیگاند  پروتیین نشان داد که SA می تواند از طریق دو پیوند هیدروژنی به His179 و Arg196 به عنوان اسید آمینه های کلیدی پروتیین p53 در ناحیه اتصال به DNA متصل شود. SA هم چنین می تواند در مجاورت اسید آمینه های اسید آمینه های Leu137، Ala138،His179 ، Asp184 و Met237 از طریق پیوندهای هیدروفوب قرار گیرد. مقادیر نمودارهای انحراف جذر میانگین مربعات (RMSD)، نوسان جذر میانگین مربعات (RMSF)، شعاع چرخش (Rg)، برای پروتیین p53 آزاد و در حضور لیگاند SA نشان از اتصال پایدار SA به پروتیین p53 دارد.

 این مطالعه می تواند اطلاعات ارزشمندی را در مورد مکانیسم اتصال SA و پروتیین p53 انسانی به عنوان یک درشت مولکول در سطح مولکولی با جزییات ریز اتمی ارایه کند. نتایج این مطالعه می تواند در تعیین احتمال خطر بالقوه سرطان زایی این شیرین کننده با توجه به مصرف زیاد آن و طراحی و سنتز شیرین کننده های مصنوعی جدیدتر و ایمن تر مفید باشد.