الفحص الافتراضي والديناميات الجزيئية التحقق من محاكاة بروتين استرات الكوليسترول من مثبطات المنتج الطبيعي

خلاصة:

موضوعي

لتطوير مثبطات المنتجات الطبيعية لبروتين نقل إستر الكوليسترول (CETP).

الطرق باستخدام التكنولوجيا بمساعدة الكمبيوتر ، تم فحص قاعدة بيانات المنتج الطبيعي عالي الإنتاجية L6000 لمثبطات CETP عن طريق استراتيجيات الفحص الافتراضية متعددة الدورات مثل الإرساء الجزيئي مع ثلاثة تدرجات دقيقة ، وحساب الطاقة الحرة المجمعة ومحاكاة الديناميات الجزيئية (محاكاة MD).

النتائج ، تم فحص ما مجموعه 19 مركبًا مرشحًا ، حيث أظهرت تحليلات وضع الربط الثلاثة الأولى منها ، وتيلافين و DimethylithoSpermate B. تحليل الربط أن هناك تفاعلًا قويًا بين المركبات المذكورة أعلاه والجيب النشط للهدف ، ومعلمات محاكاة MD أيضًا تؤكد استقرار البروتينات المذكورة أعلاه. يمكن استخدام Cistanosidea ، و Theaflavin ، و Dimethyllithospermate B كمركبات رئيسية لمثبطات CETP المحتملة. الكلمات الرئيسية: بروتين CETP. دسليبيدميا مركب طبيعي مثبطات جزيئية صغيرة ؛ الفحص الافتراضي الالتحام الجزيئي محاكاة الديناميات الجزيئية. سيستانوسيد أ ؛ theaflavin Dimethylithospermate ب

مكملات جودة عالية الجودة cistanche

يرتبط دسليبيد الدم بتطور تصلب الشرايين وأمراض القلب والأوعية الدموية ، مما يشكل تهديدًا خطيرًا لصحة الإنسان. الستاتين هي حاليًا الأدوية الرئيسية لخفض الكوليسترول الكلي (TC) والكوليسترول البروتين الدهني منخفض الكثافة (LDL-C) وتستخدم على نطاق واسع في الممارسة السريرية. ومع ذلك ، في العديد من المرضى الذين يعانون من دسليبيدميا الذين عولجوا ، لا تزال حدوث ووفاة أمراض القلب والأوعية الدموية مرتفعة [1]. لذلك ، من الضروري إيجاد طرق أخرى لزيادة مخاطر ووفيات أمراض القلب والأوعية الدموية والأوعية الدموية. أظهرت الدراسات الوبائية أن الكوليسترول البروتين الدهني عالي الكثافة (HDL-C) هو مؤشر عكسي مستقل وقوي لمخاطر أمراض القلب ، وزيادة مستويات HDL-C يمكن أن تقلل من خطر القلب والأوعية الدموية المتبقية في المرضى الذين يعانون من deslipidemia باستخدام الستاتين [2]. تنقسم HDL في البلازما البشرية إلى طعلين رئيسيين ، HDL2 و HDL3 ، وفقًا لكثافة الترطيب ، التي لها مسارات استقلابية مختلفة وخصائص بيولوجية [3]. بروتين نقل استرات الكوليستريل (CETP) هو بروتين سكري البلازما يرتبط بشكل أساسي بجزيئات HDL3 وينقل الدهون الثلاثية واسترات الكوليسترول بين البروتينات الدهنية المتداولة [4-5]. يشير نقل الكوليسترول العكسي (RCT) إلى عملية نقل الكوليسترول الزائد من البلاعم في آفات تصلب الشرايين إلى الكبد عبر HDL [5]. بعد علاجها بـ CETP ، يكون HDL عرضة لتحلل الدهون والتعديل بواسطة الليباز الكبدي والليباز البطاني ، وبالتالي تشكيل جزيئات HDL أصغر يمكن استقلابها بسهولة. وقد أظهرت الدراسات أن نشاط CETP يزداد في المرضى الذين يعانون من متلازمة التمثيل الغذائي ويرتبط ارتباطًا وثيقًا بتصلب الشرايين المبكرة ومخاطر القلب والأوعية الدموية العالية [6]. لذلك ، يعد تثبيط CETP هدفًا مهمًا لزيادة HDL-C وتقليل تصلب الشرايين [7].

1.2 إعداد البروتين المستهدف

تم تنزيل التركيب البلوري لبروتين CETP من قاعدة بيانات PDB وتحليلها. كان هذا النوع بشريًا ، وكان معرف Uniprot P11597 ، وكان طول التسلسل 493 من الأحماض الأمينية. تم تحضير البروتين باستخدام وحدة معالج تحضير البروتين لبرنامج Schrödinger [1 0]. تم إجراء عمليات مثل تعيين ترتيب السندات وإضافة الهيدروجين. إذا كانت هناك سلاسل جانبية مفقودة ، فقد تم استخدام الوحدة النمطية الرئيسية لإكمالها. ثم ، تمت إزالة جزيئات الماء والعوامل المساعدة في البروتين. بعد ذلك ، تم استخدام طريقة بروبكا لتحسين شبكة رابطة الهيدروجين لمخلفات الأحماض الأمينية البروتين في الرقم الهيدروجيني 7. 0. أخيرًا ، تم استخدام حقل القوة OPLS _4 لتقليل طاقة البروتين. تم تحسين ذرات الهيدروجين فقط ، واتقع انحراف الجذر المتوسط ​​(RMSD) إلى 0.3 Å (1 Å=0. 1 نانومتر).

1.3 إعداد الهيكل ثلاثي الأبعاد للمكتبة المركبة

قم بتنزيل مكتبة المنتجات الطبيعية L6000 لـ HTS من قاعدة بيانات TopScience. تحتوي قاعدة البيانات على 4،320 مونومرات للمنتج الطبيعي مع مصادر غنية ، وهياكل متنوعة وتمثيل قوي. استيراد ملف SDF ثنائي الأبعاد في برنامج Schrödinger ، واستخدم وحدة LigPrep لإعداد الهيكل ثلاثي الأبعاد لكل ركيزة استنادًا إلى حقل القوة _4 وتحديد الإحداثيات ، واستخدم وحدة EPIK لتحديد جميع أجهزة الاستريو الممكنة وحالات البروتونات ذات الصلة.

1.4 الفحص الظاهري

تم استخدام وحدة الفحص الظاهري في Schrödinger للرسو الجزيئي [10]. بعد استيراد المركبات المعدة ، تم تنفيذ عملية الفحص الظاهري في أربعة أوضاع بدورها.
(1) فحص عالي الإنتاجية (HTVs) ، والاحتفاظ بجميع أجهزة الاستريو من كل يجند ، واختيار تشكل واحد فقط لكل يجند مع استريو مختلف. بعد الالتحام ، احتفظ بأعلى 50 ٪ من المركبات مع أفضل الدرجات للخطوة التالية للفحص ؛
(2) دقة قياسية (SP) ، والاحتفاظ فقط بالستريوومرات مع درجات جيدة لكل يجند ، واختيار التشكل واحد فقط لكل يجند مع ستيريزومرات مختلفة. بعد الالتحام ، احتفظ بأعلى 20 ٪ من المركبات مع أفضل الدرجات للخطوة التالية من الفحص ؛
(3) الدقة الإضافية (XP) ، والاحتفاظ فقط بالستريوومرات مع أفضل الدرجات لكل يجند ، واختيار تشكل واحد فقط لكل يجند مع ستيريزومرات مختلفة. بعد الالتحام ، احتفظ بأعلى 100 مركب للخطوة التالية من الفحص ؛
(4) الميكانيكا الجزيئية المعممة المولودة السطح (مم/GBSA) طريقة لحساب الطاقة الحرة الملزمة وإعادة درجة. تم تجميع المركبات المرشحة أخيرًا على أساس التشابه مع يجند بلورة من 4EWs. تم تنفيذ عملية التحليل بشكل أساسي باستخدام تجميع وحدة Ligand في Schrödinger ، وكان الوضع تداخل في مستوى الصوت. ثم تم إعادة تسجيل مركبات المرشح باستخدام MM-GBSA ، وتم اختيار المركبات ذات درجة المطابقة العالية للتحليل اللاحق بعد الفرز وفقًا للطاقة الحرة الملزمة.

1.5 محاكاة الديناميات الجزيئية

واستخدمت الجزيئات الصغيرة ومجمعات البروتين التي تم الحصول عليها بواسطة الإرساء أعلاه كهياكل أولية لمحاكاة الديناميات الجزيئية [11]. كان حقل قوة البروتين المستخدم في محاكاة الديناميات الجزيئية AMBER14SB ، وكان جزيء الماء هو طراز TIP3P من ثلاث نقاط. تم وضع كل مجموعة من الأنظمة الديناميكية في صندوق مكعب مملوء بجزيئات الماء ، وتم تعريف شروط الحدود الدورية. تم تحقيق توازن الشحن للنظام عن طريق إضافة أيونات الصوديوم والكلوريد. في المحاكاة ، تمت معايرة النظام مسبقًا بواسطة 1 0 0 ps nvt ومحاكاة فرقة NPT ، وتم إجراء محاكاة إنتاج 50 ns مع خطوة زمنية قدرها 2.0 fs في ظل ظروف درجة الحرارة الثابتة المذكورة أعلاه وتوازن الضغط. تم تحليل التفاعل واستقرار ملزمة لمجمع البروتين ليجند عن طريق حساب انحراف متوسط ​​الجذر (RMSD) ، تقلب الجذر المتوسط ​​(RMSF) ومساحة سطح المذيبات (SASA) للبروتين ؛ تم تحليل التغييرات في بنية البروتين من خلال تشكيل الهيكل الثانوي.