زیست فناوری

چکیده گیرنده فاکتور رشد اپیدرمی (EGFR) یکی از مهم‌ترین گیرنده‌های تیروزین کیناز است که نقش کلیدی در تنظیم فرایندهای سلولی و پیشرفت بسیاری از سرطان‌ها از جمله سرطان ریه دارد. در این مطالعه، تأثیر مهارکننده‌های نسل دوم EGFR شامل Afatinib، Dacomitinib و Neratinib و کاندیداهای دارویی Canertinib و Poziotinib بر پروتئین EGFR نوع وحشی با استفاده از شبیه‌سازی دینامیک مولکولی (MD) مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، داده‌های ساختاری از پایگاه‌های معتبر جمع‌آوری و تحلیل شدند. مطالعات داکینگ مولکولی به شناسایی محل‌های اتصال داروها منجر گردید و شبیه‌سازی دینامیک مولکولی (MD) در شرایط فیزیولوژیکی، پایداری و تعاملات لیگاند-پروتئین را بررسی کرد. پارامترهای مختلفی نظیر RMSD، شعاع ژیراسیون (Rg)، SASA و پیوندهای هیدروژنی برای بررسی پایداری کمپلکس‌ها محاسبه شدند. نتایج تحلیل MMPBSA نشان داد که Neratinib با کمترین انرژی آزاد اتصال (ΔG)، تمایل اتصال بیشتری به EGFR دارد و در طول شبیه‌سازی پایداری بالاتری از خود نشان داده است. همچنین، تحلیل مؤلفه‌ی اصلی (PCA) نشان داد که کمپلکس EGFR-Neratinib دینامیک کمتری داشته و فضای فاز کمتری را اشغال می‌کند که نشان‌دهنده پایداری بیشتر این کمپلکس است.
این نتایج نشان می‌دهد که Neratinib می‌تواند به عنوان قوی‌ترین مهارکننده در مقایسه با سایر ترکیبات مورد بررسی، شناخته ‌شود و پتانسیل بالایی برای استفاده در درمان‌های ترکیبی علیه EGFR دارد.

چکیده کیناز لنفوم آناپلاستیک (ALK) یکی از اهداف مهم در درمان سرطان، به ویژه سرطان ریه غیرکوچک (NSCLC) با بازآرایی ژنی است. در این پژوهش، به بررسی و مقایسه اثرات سه مهارکننده تیروزین کیناز (TKI) شامل Crizotinib، Ceritinib، و Alectinib بر دمین تیروزین کیناز ALK با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی (MD) پرداخته شد. از تجزیه و تحلیل‌های مختلفی نظیر RMSD، شعاع ژیراسیون(RG)،  سطح قابل دسترس حلال(SASA) ، تعداد پیوند هیدروژنی (Hbond)، تجزیه تحلیل مؤلفه اصلی (PCA) و MMPBSA در این مطالعه استفاده شد.
شبیه‌سازی دینامیک مولکولی به مدت ۱۰۰ نانوثانیه نشان داد که Alectinib منجر به پایداری ساختاری، و کاهش سطح قابل دسترس حلال (SASA) در مقایسه با Crizotinib و Ceritinib و فشردگی بیشتر پروتئین می‌شود. همچنین، نتایج MMPBSA بیانگر انرژی آزاد اتصال کمتر و تمایل اتصال بالاتر Alectinib به ALK بود که اثربخشی آن را تقویت می‌کند. استفاده از Alectinib به دلیل توانایی بالا در عبور از سد خونی-مغزی و تأثیر بر متاستازهای مغزی، می‌تواند موجب بهبود اثربخشی درمان و کاهش مقاومت دارویی شود. این نتایج و یافته نشان میدهد که Alectinib میتواند گزینه‌ای برای خط اول درمان باشد.
 

چکیده ‫ﺁﻧﺰیﻢ‬‫‪ⅮNA‬ﭘﻠﯿﻤﺮﺍﺯ‬ ‫‪PFU‬ﭘﺎیﯿﻦ‬ ‫ﺗﺮیﻦ‬‫ﻧﺮﺥ‬ ‫ﺧﻄﺎ‬ ‫ﺩﺭ‬ ‫ﻓﺮﺁیﻨﺪ‬ ‫ﻫﻤﺎﻧﻨﺪﺳﺎﺯﯼ‬ ‫ﺩﺭ‬ ‫‪PⅭR‬ﺭﺍ‬ ‫ﺩﺍﺭﺩ‪.‬‬ ‫ﺍﻣﺎ‬‫ﻧﻘﻄﻪ‬ ‫ﺿﻌﻒ‬ ‫ﺍیﻦ‬ ‫ﺁﻧﺰیﻢ‬ ‫ﭘﺎیﯿﻦ‬ ‫ﺑﻮﺩﻥ‬ ‫ﻗﺪﺭﺕ‬ ‫ﭘﺮﺩﺍﺯﺵ‬ ‫ﺁﻥ‬ ‫ﺍﺳﺖ‬ ‫ﮐﻪ‬ ‫ﭘﺲ‬ ‫ﺍﺯ‬ ‫ﺍﻓﺰﻭﺩﻥ‬ ‫ﺗﻘﺮیﺒ‬ا ‬‫‪۲۰‬‬ ‫ﻧﻮﮐﻠﺌﻮﺗﯿﺪ ‬‫ﺩﺭ‬ ‫ﺍﻧﺘﻬﺎﯼ‬ ‫ﭘﺮﺍیﻤﺮ‬ ‫ﺍﺯ‬ ‫ﺭﻭﯼ‬ ‫ﺭﺷﺘﻪ‬ ‫‪ⅮNA‬ ‫ﺍﻟ‬گو ﺑﻠﻨﺪ‬ ‫می‬ ‫ﺷﻮﺩ‪.‬‬ ‫ﺩﺭ‬ ‫ﺍیﻦ‬ ‫ﭘﮋﻭﻫﺶ‬ ‫ﻫﺪﻑ‬ ‫ﺍﻓﺰﺍیﺶ‬ ‫ﺗﻮﺍﻥ‬‫ﭘﺮﺩﺍﺯﺵ‬ ‫ﺁﻧﺰیﻢ‬ ‫ﺑﺎ‬ ‫ﻃﺮﺍحی‬ ‫ﻣﻨﻄقی‬ ‫ﻭ‬ ‫ﺍیﺠﺎﺩ‬ ‫ﺟﻬﺶ‬ ‫ﻧﻘﻄە‬ ‫ﺍﯼ‬‫ ﺩﺭ‬ ‫ﺁﻧﺰیﻢ‬ ‫ﺑﺎ‬ ‫ﮐﻤﺘﺮیﻦ‬ ‫ﻫﺰیﻨﻪ‬ ‫ﺁﻧﺘﺮﻭﭘﯽ‬ ‫ﻭ‬ ‫ﺁﻧﺘﺎﻟﭙﯽ‬‫ﺍﺳﺖ‪ .‬ﺑﻪ‬ ‫ﻣﻨﻈﻮﺭ‬ ‫ﻣﺮﺗﻔﻊ‬ ‫ﻧﻤﻮﺩﻥ‬ ‫ﻫﺪﻑ‬ ‫ﭘﮋﻭﻫﺶ‪،‬‬ ‫ﺍﺑﺘﺪﺍ‬ ‫ﻣﻘﺎیﺴﻪ‬ ‫ﺗﻮﺍلی ‫ﻭ‬ ‫ﺳﺎﺧﺘﺎﺭﯼ‬ ‫ﻣﯿﺎﻥ‬ ‫ﺁﻧﺰیﻢ‬ ‫ﻫﺎﯼ‬ ‫ﻫﻢ‬‫ﺧﺎﻧﻮﺍﺩﻩ ‬‫ﺑﺎ‬ ‫ﺗﻮﺍﻥ‬ ‫ﭘﺮﺩﺍﺯﺵ‬ ‫ﺑﺎﻻ‬ ‫ﺍﻧﺠﺎﻡ‬ ‫ﺷﺪ‪،‬‬ ‫ﺳﭙﺲ‬ ‫ﺟﻬﺶ‬ ‫ﻣﻨﺎﺳﺐ‬ ‫ﺍﻧﺘﺨﺎﺏ‬ ‫ﮔﺮﺩیﺪ‬ ‫ﻭ‬ ‫ﺷﺒﯿە‬ ‫ﺳﺎﺯﯼ‬‫ﺑﺮﺍﯼ‬ ‫ﻧﻤﻮﻧ ﻪ‬‫ﻃﺒیعی‬ ‫ﻭ‬ ‫ﺟﻬﺶ‬ ‫یﺎﻓﺘﻪ‬‫ﺍﻧﺠﺎﻡ‬ ‫ﺷﺪ‬ ‫ﻭ‬ ‫ﺧﺮﻭﺟجی ‫ﺁﻥ‬ ‫ﻣﻮﺭﺩ‬ ‫ﺑﺮﺭسی ‬ ‫ﻗﺮﺍﺭ‬ ‫ﮔﺮﻓﺖ‬ ‫ﻭ‬ ‫ﻣﯿﺰﺍﻥ‬ ‫ﺍﻧﺮﮊﯼ‬ ‫ﺁﺯﺍﺩ‬ ‫ﺍﺗﺼﺎﻝ‬‫ﺁﻧﺰیﻢ‬ ‫ﻭ‬ ‫‪ⅮNA‬ﻧﺸﺎﻥ‬ ‫ﺩﺍﺩ‬ ‫ﮐﻪ‬ ‫ﻧﻤﻮﻧﻪ‬ ‫ﺟﻬﺶ‬ ‫یﺎﻓﺘﻪ‬‫ﺍﺗﺼﺎﻝ‬ ‫ﺑﻬﺘﺮﯼ‬ ‫ﻧﺴﺒﺖ‬ ‫ﺑﻪ‬ ‫ﺁﻧﺰیﻢ‬ ‫ﻃﺒیعی ‫ﺑﺎ‬ ‫‪ⅮNA‬‬ ‫ﺑﺮﻗﺮﺍﺭ‬‫می ‫ﮐﻨﺪ‪.‬‬

چکیده همه‌گیری کووید-19 یک بحران بهداشتی جهانی ایجاد کرده است و توسعه درمان‌های موثر برای جلوگیری از شیوع این بیماری و نجات جان میلیون‌ها نفر ضروری است. یکی از پروتئین‌های کلیدی درگیر در چرخه تکثیر SARS-CoV-2، ویروسی که باعث کووید-19 می‌شود، آنزیم پروتئاز اصلی، 3CL^pro است. این آنزیم به دلیل اهمیت بالایی که دارد، موضوع تحقیقات مولکولی، ساختاری و بالینی است و تلاش‌هایی برای تولید داروهایی که می‌توانند فعالیت آن را مهار کنند، صورت گرفته است. یکی از این داروها ترکیب شیمیایی N3 است که اثر مهاری بالایی در برابر 3CL^pro دارد. هرچند، از دیدگاه طب سنتی، کمتر به این موضوع پرداخته شده است. در این پژوهش، مطالعات شبیه‌سازی میان‌کنش مولکولی داکینگ و شبیه‌سازی دینامیک مولکولی تمام اتم (MD)، برای بررسی قابلیت 21 ترکیب بالقوه گیاهی بر مهار آنزیم 3CL^pro صورت گرفت. سه ترکیب با بالاترین احتمال مهارکنندگی از نتایج داکینگ مولکولی انتخاب شدند و تحت ns100 شبیه‌سازی MD قرار گرفتند تا پایداری و ویژگی‌های ساختاری-دینامیکی-انرژی آن‌ها بررسی شود. علاوه بر پایداری کمپلکس‌ها، نتایج حاصل از شبیه‌سازی نشان داد که هر سه ترکیب انتخابی ما ویژگی‌های ساختاری-دینامیکی قابل مقایسه‌ با N3 را به 3CL^pro القا می‌کنند و بنابراین، انتظار می‌رود که توانایی مهارکنندگی مشابهی در برابر این آنزیم داشته باشند. ترکیب شماره 5 دارای مطلوب‌ترین انرژی اتصال بود و به عنوان بهترین جایگزین گیاهی برای N3 پیشنهاد شد. نتایج پژوهش ما می‌تواند به‌طور مستقیم برای طراحی مطالعات تجربی با هدف مهار آنزیم 3CL^pro مورد استفاده قرار گیرد و در نتیجه، هزینه زمانی-مالی چنین مطالعاتی را کاهش دهد.

چکیده یکی از پروتئین‌های غشای خارجی باکتری اشریشیا کلی (E. coli) OmpF است که امکان عبور یون‌ها را میسر می‌سازد. در سالیان اخیر روش‌های متنوع تجربی و تئوری برای مطالعه این پروتئین مورد استفاده قرار گرفته است. در این مطالعه به ‌منظور حفظ شرایط مرزی از دو غشای دولایه در یک جعبه شبیه‌سازی برای بررسی تغییرات کانال در حین عبور یون‌ها استفاده ‌شده است. غلظت‌های یونی متفاوت در دو طرف غشا اعمال ‌شده است تا شرایط شبیه‌سازی به شرایط واقعی باکتری بیشتر شباهت داشته باشد. در این شبیه‌سازی دو سیستم مشابه هم درون یک جعبه شبیه‌سازی قرار گرفته‌اند. برای بررسی بیشتر در این دو سیستم جهت‌گیری کانال پروتئینی نسب به شیب غلظت یونی در هر دو جهت اعمال ‌شده است. در این تحقیق به بررسی اینکه در انتقال یونی جهت‌گیری ارجح برای این کانال وجود دارد یا خیر پرداخته می‌شود. آنالیزهای ساختاری برای پروتئین در دو جهت‌گیری نشان‌دهنده تفاوت بین دو کانال است همچنین الگوهای مربوط به بررسی‌های ساختار دوم با وجود پیک‌های مشابه در برخی نقاط متفاوت بود. نتایج بررسی اسیدهای آمینه درون گذرگاه و حفره درون کانال نیز برای ساختار انتهایی پروتئین دوم متفاوت از ساختار انتهایی پروتئین اول بود. همچنین عبور یون در پروتئین دوم مشاهده نشد. نتایج نشانگر این است که یکی از کانال‌ها که جهت‌گیری آن مشابه با جهت‌گیری واقعی این کانال در غشای باکتری است در طول این شبیه‌سازی ۱۰۰نانوثانیه‌ای باز و عبور یون از آن قابل ‌مشاهده و پیگیری است، در حالی که کانال دیگر که جهت آن برعکس آنچه در طبیعت وجود دارد، بسته شده که نشان‌دهنده اثرات شیب غلظت یونی روی کانال است.

چکیده اهداف: اطلاعات موجود در ساختمان پروتئین‌ها برای درک چگونگی فعالیت آنها بسیار مفید است. انعطاف‌پذیری یکی از مهم‌ترین فاکتورهای ساختمانی مرتبط با عملکرد پروتئین‌ها است. دانش درباره انعطاف‌پذیری ساختارهای پروتئینی، کمک بزرگی به کیفیت پیشگویی ساختمان پروتئین‌ها و درک عملکرد پروتئین‌ها می‌کند. مطالعه حاضر با هدف بررسی پیش‌گویی انعطاف‌پذیری ساختارهای پروتئینی با استفاده از ماشین بردار پشتیبان انجام شد.
مواد و روش‌ها: در مطالعه حاضر از یک مجموعه داده متعادل ۹۵ پروتئینی استفاده شد. ویژگی‌های استفاده‌شده در مطالعه حاضر برای مدل‌کردن اسیدآمینه‌ها، یک بردار ۳۳ بعدی را تشکیل داد. برخی از آنها از لغزاندن پنجره‌ای به طول ۱۷ با مرکزیت اسیدآمینه هدف روی زنجیره پروتئین به‌دست آمده‌اند و برخی تنها مربوط به اسیدآمینه هدف بودند. برای تعریف فاکتور انعطاف‌پذیری، ویژگی‌های مبتنی بر اطلاعات حاصل از تغییرات زوایای دووجهی، استفاده شد. این اطلاعات برای هر اسیدآمینه با درنظرگرفتن موقعیت هر اسیدآمینه به‌تنهایی و برای جفت اسیدآمینه‌های مجاور در یک پنجره هفده‌تایی محاسبه و برای پیشگویی از روش ماشین بردار پشتیبان استفاده شد.
یافته‌ها: میزان صحت ۷۳/۱%، معیار F ۷۱% دقت ۷۳% و حساسیت ۷۳/۲% به دست آمد. برتری قابل قبول روش پیشنهادی در مقایسه با روش‌های موجود تایید شد. نمایش زاویه‌ای هر پروتئین توانست به‌خوبی خصوصیات و ویژگی‌های ساختار سه‌بعدی پروتئین را نشان دهد.
نتیجه‌گیری: میزان صحت ۷۳/۱%، معیار F ۷۱% دقت ۷۳% و حساسیت ۷۳/۲% است و بهترین نگاه به بحث انعطاف‌پذیری، نگاه زاویه‌ای است. نمایش زاویه‌ای هر پروتئین می‌تواند به‌خوبی خصوصیات و ویژگی‌های ساختار سه‌بعدی پروتئین را نشان دهد.