مطالعه تغییرات ساختاری و دینامیکی پروتئین GSK3β در حضور لیگاند CHIR99021 با استفاده از شبیه سازی و داکینگ مولکولی

نویسندگان

1 گروه زیست شناسی سلول و مولکولی، دانشکده علوم و فناوریهای زیستی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

2 گروه زیست شناسی سلولی و مولکولی، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران شمال، تهران، ایران

3 انستیتو پاستور-رییس بانک سلولی

4 گروه زیست شناسی سلولی و مولکولی، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران شمال، تهران، ایران

doi
چکیده

گلیکوژن سنتاز کیناز 3 بتا (GSK3β) یک سرین/ترئونین کیناز چند عملکردی است که بعنوان یک پروتئین اصلی در مسیر پیام رسانی WNT در عملکرد های مختلف سلول های بنیادی پرتوان (PSCs) شامل؛ خودنوزایی، بقا و تمایز ایفای نقش می کند. از آنجایی که مهار GSK3β سبب تمایز PSCs می شود استفاده از مهار کننده های مناسبی که در غلظت کمتر باعث مهار GSK3β شود می تواند به لحاظ اقتصادی مقرون بصرفه باشد. CHIR99021 یکی از مهمترین مهار کننده های GSK3β است که با استفاده از سرور Way2drug روند این مهار مورد پیش بینی قرار گرفت تا بتواند جهت بهبود سیستم های کشت و تمایز PSCs مورد استفاده قرار گیرد. در مطالعه حاضر، رویکرد های مختلف شبیه سازی دینامیک مولکولی (MD) در حضور و عدم حضور CHIR99021 نیز مورد ارزیابی قرار گرفت و علاوه بر آن بمنظور بررسی دقیق تر برهمکنش لیگاند-پروتئین با استفاده از داکینگ انعطاف پذیر با سرور سوئیس داک انجام شد و میزان پایداری و تغییرات ساختاری پروتئین GSK3β شبیه سازی شد. نتایج این مطالعات نشان داد که CHIR99021 از طریق ایجاد پیوند هیدروژنی و واندروالسی در جایگاه فعال GSK3β متصل می شود و اثر مهار کنندگی خود را ایجاد می کند و در نتیجه سبب ناپایداری ساختار GSK3β می شود. همچنین نتایج داکینگ و شبیه سازی دینامیکی روشن ساخت این ترکیب به نحو موثرتری می تواند برای القای تمایز سلول های بنیادی پرتوان مورد استفاده قرار گیرد و به لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه است.