Skrining virtwali u dinamika molekulari Verifika tas-simulazzjoni tal-proteina tat-trasferiment tal-ester tal-kolesterol minn inibituri tal-prodott naturali ⅱ

 

2 riżultati

2.1 Investigazzjoni dwar l-istruttura tal-proteina

Bħalissa, hemm 3 strutturi tal-kristall tal-proteina CETP fid-database PDB (2OBD, 4EWS, 4F2A). L-istruttura tal-kristall 4EWS użata f'dan l-istudju għandha l-ogħla riżoluzzjoni u hija kkombinata ma 'inibitur qawwi, b'attività li tilħaq il-livell nanomolari wieħed, u riżoluzzjoni ta' 2.59 Å. Il-pożizzjoni fejn il-proteina u l-inibitur tal-molekula żgħira jorbtu hija wkoll l-unika but li jorbot tal-proteina. Il-wiċċ tal-but huwa muri fil-Figura 1A. Jista 'jidher li hemm but idrofobiku kbir fil-pożizzjoni żgħira li torbot il-molekula. Għalhekk, għal dan il-but li jorbot,
Sar skrining virtwali bbażat fuq l-istruttura. Il-ġenerazzjoni ta 'punti ta' grilja ta 'docking hija bbażata fuq is-sit tal-but fejn tinsab l-inibitur żgħir tal-molekula. Iċ-ċentru tal-punt tal-grilja tad-docking huwa ssettjat fuq il-ligand tal-kristallizzazzjoni, id-daqs tal-kaxxa ta 'barra tad-docking huwa simili għad-daqs tal-ligand tal-kristallizzazzjoni, b'daqs ta '10 × 10 × 10 Å3, u d-daqs tal-kaxxa ta' ġewwa huwa ssettjat għal 10 Å3, kif muri fil-Figura 1B.

 

Cistanche SUPLELMENTI TA 'KWALITÀ GĦOLJA

 

 

2.2 Screening Virtwali Ibbażat fuq Docking

Ibbażat fuq il-bwiet ta 'hawn fuq, saru rawnds multipli ta' skrining fuq id-database L6000. Il-proċess speċifiku huwa muri fil-Figura 2. Wara skrining virtwali ta 'throughput għoli, skrining virtwali ta' preċiżjoni standard, u skrining virtwali ultra-preċiżjoni, inżammu 100 kompost, li fosthom l-ogħla punteġġ ta 'docking molekulari kien −16.991 kcal / mol (1 cal=4}}}}. 2 J), l-inqas kien −13.009 −14.396 kcal / mol. Il-100 komposti miżmuma ġew skorjati mill-ġdid bl-użu ta 'MM-GBSA, u 49 komposti uniċi ġew finalment miksuba. Wara raggruppament u analiżi konformazzjonali, u koinċidenza ta 'pożizzjoni mal-molekuli żgħar kristallini oriġinali, id-19-il kompost bl-aħjar grad ta' tqabbil ġew miksuba bħala komposti kandidati, kif muri fit-Tabella 1 u l-Figura 3.

Fig. 1 Dijagramma skematika tal-but li jorbot il-proteina CETP (A), dijagramma skematika tas-sit li jorbot il-proteina CETP (B)

Fig. 2 tabella tal-fluss ta 'skrining virtwali u simulazzjoni ta' dinamika molekulari

 

2.3 Analiżi tal-Cluster

Wara analiżi ta 'raggruppament ibbażata fuq ix-xebh bejn id-19-il komposti magħżula u l-ligands kristallizzati ta' 4EWs, dawn ġew maqsuma fit-3 kategoriji li ġejjin skond il-grad ta 'trikkib ta' strutturi molekulari. Il-Figura 4A turi l-ewwel cluster, li fih 14-il molekuli żgħar, li jindikaw li l-iskeletri tal-biċċa l-kbira tal-molekuli żgħar huma simili; Il-Figura 4B turi t-tieni cluster, li fih 1 molekula żgħira, u l-Figura 4C turi t-tielet cluster, li fih 4 molekuli żgħar. Dawk suwed fil-figura huma ligands kristallizzati, u l-bqija huma molekuli żgħar miksuba permezz ta 'skrining virtwali.

2.4 Analiżi tal-Mod li Jorbot

Billi jitqiesu b'mod komprensiv il-punteġġi ta 'docking u l-enerġija ħielsa li torbot ta '19 -il kompost kandidat, l-aqwa tliet komposti f'termini ta' enerġija ħielsa li torbot ġew magħżula finalment għall-analiżi tal-mod li jorbot, inklużacistanche glycoside a, theaflavins, u aċidu salvianolic B dimethyl ester. Id-dijagramma tal-modalità li torbot ta 'dawn it-tliet komposti u proteina CETP ġiet imfassla bl-użu ta' softwer Pymol. L-interazzjoni bejn ir-residwi ta 'aċidu amminiku tat-tliet ligands u l-proteina CETP fil-mira ppromwoviet it-twaħħil tal-kumpless tal-proteina-ligand, u dan jagħmilha tifforma kumpless aktar stabbli.
Fost dawn,Cistancheside atifforma rabta aromatika ta 'idroġenu ma' Phe463 tal-proteina fil-mira, u tifforma rabta ta 'idroġenu aromatiku u interazzjoni ta' stivar π-π ma 'Phe263; Theaflavin jifforma rabta klassika ta 'idroġenu ma' His232 tal-proteina fil-mira, tifforma rabta aromatika ta 'idroġenu ma' Phe263, u tifforma interazzjoni katjoni-π ma 'Phe461; Dimethyl ester ta 'l-aċidu salvianolic B jifforma bonds aromatiċi ta' l-idroġenu ma 'His232 u Phe441 tal-proteina fil-mira, u jifforma interazzjoni ta' stivar π-π ma 'Phe463. Interazzjonijiet oħra tal-proteina-ligand jinkludu interazzjonijiet idrofobiċi u pontijiet tal-melħ, u r-riżultati huma murija fil-Figura 5.

2.5 Simulazzjoni tad-Dinamika Molekulari

2.5.1 Kalkolu tal-Valur RMSD

 

Kif muri fil-Figura 6A, wara s - simulazzjoni tal -Sistema A-CETP CistanchesideGħal 1 0 ns, il-firxa ta 'ċaqliq RMSD hija stabbli taħt ± 0. 1 nm, u l-istat ta' ekwilibriju ta 'RMSD jindika li s-saħħa li torbot tas-sistema hija tajba. Wara 25 ns ta 'simulazzjoni, iċ-ċaqliq tas-sistema Theaflavin-CETP beda jonqos b'mod sinifikanti, u l-firxa tal-varjazzjoni kienet stabbli wkoll taħt ± {0. 1 nm, u tilħaq l-ekwilibriju; Il-valur RMSD tal-aċidu tanniku B dimethyl ester-cetp startwa inqas wara 1 0 ns ta 'simulazzjoni, b'rMSD medju ta' 0. {2-0. 3 nm, u l-firxa ta 'varjazzjoni kienet stabbli taħt 0.1 nm, li tilħaq l-ekwilibriju. Barra minn hekk, dan l-istudju kkalkula wkoll il-valur RMSD tal-ligand.
Kif jidher mill-figura, it-Theaflavin-CETP kien fi stat stabbli fl-istadju inizjali tas-simulazzjoni, filwaqt liCistanche A-CETPu l-aċidu tanniku B dimethyl ester-CETP malajr stabbilizza wara perjodu ta 'varjazzjoni rapida. Din id-differenza tista 'tkun ikkawżata minn konfigurazzjonijiet molekulari differenti u differenzi fil-forzi ta' interazzjoni fil-kavità li torbot. It-tlieta ġeneralment huma f'ekwilibriju.

 

2.5.2 Kalkolu tal-Valur RMSF ibbażat fuq is-sistema kumplessa ta 'molekuli ta' mediċini differenti u CETP

Proteina, dan l-istudju kkalkula l-valur RMSF tar-residwi tal-aċidu amminiku tal-proteina ta 'kull grupp. Kif jidher mill-Figura 6b, il-valuri RMSF tar-residwi ewlenin tat-tliet komposti ta 'molekula żgħira li jaġixxu fuq CETP huma f'livell relattivament baxx, b'valur medju ta' madwar 0. 16 nm, li jindika li t-twaħħil tal-proteina CETP ma 'ligands żgħar torbot bejn il-ligand u l-proteina.

 

2.5.3 Kalkolu tal-Valur SASA

Kif jidher mill-Figura 6C, is-SASA taż-żewġ kumplessi ta 'Cistanche A-CETP u Theaflavin-CETP fl-istadju bikri tas-simulazzjoni madwar {0-15 ns naqas malajr, li jindika b'mod intuwittiv it-twaħħil rapidu tal-ligand, u l-erja tal-wiċċ tal-proteina hija mnaqqsa minħabba l-imġieba li torbot minħabba l-imġieba li torbot minħabba l-imġieba li torbot. It-tnaqqis fis-SASA jista 'jiġi dedott li l-ligand huwa marbut sewwa mas-sit attiv tal-proteina, u jista' jkun akkumpanjat minn bidliet konformazzjonali fil-but li jorbot jew saħansitra bidliet konformazzjonali fil-proteina. Hekk kif is-simulazzjoni kompliet, minħabba l-moviment komuni ta 'l-atomi tal-proteina u tal-ligand, SASA żdied sa ċertu punt fl-istadju tan-nofs tas-simulazzjoni, u huwa spekulat li t-twaħħil bejn it-tnejn imdgħajjef f'dan l-istadju. Dan jista 'jkun minħabba t-tnaqqis fi stabbiltà fi stadji kkawżat mit-tfixkil konformazzjonali tal-proteina. Wara dan, SASA daħal fit-tielet stadju u naqas malajr sa tmiem is-simulazzjoni. Is-SASA tal-kumpless tal-grupp tas-salvianolic Acid B dimethyl ester-CETP naqas matul il-proċess kollu u daħal fi stat stabbli wara madwar 40 ns.

 

2.5.4 Analiżi tal-Konformazzjoni tal-Istruttura Sekondarja

Kif muri fil-Figura 7, il-proporzjon tal-kontenut -helix tal-proteina fit-tliet gruppi ta 'kumplessi huwa l-iktar stabbli, u ma tiġi osservata l-ebda żieda jew tnaqqis ovvju. Fil-cistancheside A-CETP, jista 'jiġi osservat b'mod ċar li l-kontenut tal-iskeda jonqos u l-kolja tiżdied fl-istadju ta' 0-25 ns, u t-tibdiliet ta 'żieda u tnaqqis jiġu rrestawrati wara 25 ns. Fit-Theaflavin-CETP, jista 'jidher li l-bidliet aktar ovvji jidhru prinċipalment fil-konverżjoni reċiproka ta'-turn u coil. Fl-aċidu tanniku B dimethyl ester-cettp, il-bidla ewlenija hija t-tnaqqis tal-folja u ż-żieda tal-kolja. Il-bidla tal-kontenut ta 'struttura sekondarja tal-proteina hija affettwata prinċipalment mit-tip ta' aċidi amminiċi ħdejn is-sit li jorbot. Minħabba l-pożizzjonijiet speċifiċi differenti ta 'molekuli tal-ligand f'kumplessi differenti u t-tipi u s-saħħiet differenti ta' forzi ta 'interazzjoni, il-konformazzjonijiet tal-proteina ta' kull grupp huma wkoll differenti. B'mod ġenerali, il-kontenut ta 'struttura sekondarja ta' proteina f'kull grupp għandu bidliet ovvji, li huwa relatat mill-qrib mat-twaħħil strett tal-ligand.

 

3 Diskussjoni

Il-lipidi tad-demm huma terminu ġenerali għal xaħmijiet newtrali u lipidi fil-plażma. Il-bilanċ ta 'Metaboliżmu tal-lipidi fid-demmhuwa kruċjali għaż-żamma tal-attivitajiet tal-ħajja taċ-ċelloli u l-organiżmi; Il-metaboliżmu anormali tal-lipidi fid-demm huwa relatat mill-qrib ma 'l-okkorrenza ta' mard kardjovaskulari u ċerebrovaskulari, mard newrodeġenerattiv u tumuri [{12-13]. Ir-rikonoxximent u t-trattament tad-dislipidemija fil-mediċina Ċiniża tradizzjonali ġew irreġistrati għal żmien twil. Il-mediċina tradizzjonali Ċiniża għandha l-vantaġġi ta 'riżorsi sinjuri, strutturi varji, ftit reazzjonijiet avversi u prezzijiet baxxi. Għandu effett tajjeb fir-regolazzjoni ta 'anormalitajiet fil-lipidi u ġie rikonoxxut b'mod wiesa' fir-riċerka bażika u l-applikazzjonijiet kliniċi fid-dar u barra [14-16].
Screening molekuli żgħar ta 'komponenti ta' mediċina tal-ħxejjex Ċiniżi li jistgħu jintużaw għar - regolament uTrattament ta 'dislipidemijaMinn database ta 'monomeri ta' mediċina Ċiniża b'rendiment għoli hija ta 'sinifikat prattiku. Teknoloġija ta 'skrining virtwali u teknoloġija ta' simulazzjoni ta 'dinamika molekulari huma waħda mill-aktar teknoloġiji u mezzi importanti fir-riċerka attwali tal-mediċina Ċiniża, u jistgħu jiġu skrinjati molekuli tad-droga fuq skala kbira [17]. Is-CETP hija enzima regolatorja importanti involuta fil-metaboliżmu tal-lipidi u fil-proċess RCT fiċ-ċirkolazzjoni tad-demm. Dan l-istudju jiffoka fuq il-funzjoni u r-rwol tal-proteina CETP. Permezz ta 'riċerka ta' skrining virtwali, inkisbu 19-il ligands kandidati b'affinità għall-proteina CETP. Id-diversità tas-sinsla tal-ligands kandidati ġiet ivverifikata bl-analiżi tal-cluster, u l-aqwa 3 molekuli żgħar tal-ligand intgħażlu għall-analiżi tal-mod li jorbot. L-interazzjoni idrofobika, l-istivar π-π u l-pont tal-melħ bejn il-ligand u r-riċettur għandhom rwol importanti fiż-żamma tal-affinità qawwija tal-ligand tal-proteina. Dan l-istudju esplora wkoll l-istabbiltà ta '3 kumplessi ta' proteina-ligand kandidati permezz ta 'simulazzjoni MD. Ir-riżultati wrew li l-graffs RMSD, RMSF u SASA tal-aqwa 3 kumplessi tal-proteina-ligand kellhom it-tendenza li jkunu stabbli wara varjazzjonijiet, u l-amplitudni tal-varjazzjoni kienet żgħira. Il-bidliet ovvji fil-kontenut ta 'struttura sekondarja tal-proteina indikaw ukoll it-twaħħil mill-qrib tal-ligand tal-proteina. Għalhekk, huma meqjusa li huma kandidati potenzjali għal inibituri ta 'molekula żgħira b'affinità għolja għall-proteina CETP.

 

 

Cistanche A huwa kompost tal-glycoside tal-feniletanol, li jinstab prinċipalment fil-mediċini tradizzjonali Ċiniżi bħal Cistanche u Rehmannia. Il-frazzjoni tal-massa tagħha f'Cistanche hija {{0}}. 02% -0. 44%, li huwa kompost ewlieni, u l-frazzjoni tal-massa tagħha fir-Rehmannia hija 0.02% {-0. 07%, li hija kompost trace [18].

Shimoda et al. [19] irrapporta li l-estratt ta 'cistanche jista' jaffettwa l-espressjoni tal-mRNA tat-trasport tal-kolesterol u l-molekuli relatati mal-metaboliżmu fil-ġrieden iperkolesterolemija indotta mid-dieta u juri attività li tbaxxi l-kolesterol. Theaflavins huma komponenti uniċi ffurmati matul il-proċess ta 'fermentazzjoni tat-te iswed, u l-kontenut tagħhom fit-te iswed huwa 0. 3% {-1. 5% tas-solidi [20]. Studju kkontrollat ​​bl-addoċċ sab li l-estratti tat-te rikki fil-theaflavins huma aġġunt effettiv għal dieta ta 'xaħam saturata baxxa u jista' jnaqqas il-livelli ta 'LDLC f'adulti b'iperkolesterolemija b'tolleranza tajba [21]. Aċidu Salvianoliku B dimetil ester huwa komponent li jinħall fix-xaħam estratt minn Salvia miltiorrhiza u huwa derivattiv tad-dimethyl ester ta 'l-aċidu salvianolic B. Il-kontenut tat-tnejn fis-Salvia miltiorrhiza huwa ta' madwar 20: 1, u għalhekk l-aċidu salvianoliku B dimethyl ester huwa komponent kimiku ta 'trace fil-għerq ta' Salvia miltiorrhiza [22]. Studji preċedenti wrew li l-aċidu salvianoliku B dimethyl ester għandu anti-ossidant simili, ta 'ħxuna radikali ħielsa u attivitajiet farmakoloġiċi anti-arritmiċi bħala aċidu salvianolic B [{22-23]. Għalhekk, il-komposti tal-molekula żgħira naturali Cistanche Deserticola A, l-irfigħ, u l-aċidu salvianoliku B dimetil ester skrinjati permezz ta 'skrining virtwali u simulazzjoni ta' dinamika molekulari f'dan l-istudju jistgħu mhux biss jintużaw għall-iskoperta u l-ottimizzazzjoni ta 'komposti taċ-ċomb ta' l-inibitur tal-proteina CETP, iżda wkoll jistgħu jifhmu aħjar il-proċess ta 'azzjoni ta' l-azzjoni ta 'lipid ta' l-azzjoni Materjali tal-mediċina Ċiniża li fihom komposti ewlenin, jiġbru fil-qosor u janalizzaw dawn il-mediċini tradizzjonali Ċiniżi, u jgħaqqduhom mal-veduta olistika u t-teorija tad-differenzjazzjoni tas-sindromu tal-mediċina tradizzjonali Ċiniża biex tifformula preskrizzjonijiet tradizzjonali tal-mediċina Ċiniża. Barra minn hekk, inibituri oħra tal-proteina CETP bħal isofuspastoside, diosmin, u vecinin -2 miksuba permezz ta 'skrining virtwali f'dan l-istudju, kif ukoll mediċini Ċiniżi tradizzjonali li minnhom huma derivati ​​komposti naturali, bħal fortythia, chrysanthemum selvaġġ, u rutacarpa, jistgħu jiġu studjati aktar u verifikati fir-riċerka fil-futur.