Virtuaalne skriinimine ja molekulaarne dünaamika simulatsioon kolesterooli estri ülekandevalgu kontrollimine looduslike produktide inhibiitoritest ⅱ

 

2 tulemusi

2.1 Valkude struktuuri uurimine

Praegu on PDB andmebaasis (2OBD, 4EWS, 4F2A) 3 CETP valgu kristallstruktuuri. Selles uuringus kasutatud 4EWS -i kristallstruktuuril on kõrgeim eraldusvõime ja see on kombineeritud tugeva inhibiitoriga, aktiivsus jõuab ühe nanomolaarse tasemeni ja eraldusvõimega 2,59 Å. Asend, kus valk ja väike molekuli inhibiitor seonduvad, on ka valgu ainus sidumistasku. Tasku pind on näidatud joonisel 1A. On näha, et väikese molekuli sidumisasendis on suur hüdrofoobne tasku. Seetõttu selle köitetasku jaoks
Viidi läbi struktuuripõhine virtuaalne sõeluuring. Dokkimisvõrgu punktide genereerimine põhineb taskukohal, kus asub väike molekuli inhibiitor. Dokkimisvõrgu punkti keskpunkt on seatud kristalliseerumisligandile, dokkimiskasti suurus on sarnane kristalliseerumisligandi suurusega, suurusega 10 × 10 × 10 Å3, ja sisekasti suurus on seatud 10 Å3 -ni, nagu näidatud joonisel 1b.

 

Cistanche kõrgekvaliteedilised ülekanded

 

 

2.2 Dokkimisel põhinev virtuaalne linastus

Ülaltoodud taskute põhjal viidi L6000 andmebaasis läbi mitu sõelumisvooru. Spetsiifilist protsessi on näidatud joonisel 2. Pärast suure läbilaskevõimega virtuaalset sõelumist, standardset täpset virtuaalset sõeluuringut ja ultraprecisioni virtuaalset sõelumist säilitati 100 ühendit, mille hulgas oli kõrgeim molekulaarne dokkimisskoor −16,991 kcal/mol (1 cal {8}}. 2 J), madalaim oli-2 J). KCAL/MOL. 100 säilinud ühendit skooliti uuesti MM-GBSA abil ja lõpuks saadi 49 ainulaadset ühendit. Pärast klastrit ja konformatsioonilist analüüsi ning positsiooniline kattumine algsete kristalliliste väikeste molekulidega, saadi 19 parima sobitamise astme ühenditena kandidaatide ühenditena, nagu on näidatud tabelis 1 ja joonis 3.

Joonis 1 CETP valgu sidumistasku (A) skemaatiline diagramm, CETP valgu sidumissaidi skemaatiline diagramm (B)

Joonis 2 Virtuaalse skriinimise ja molekulaarse dünaamika simulatsiooni vooskeem

 

2.3 Klastri analüüs

Pärast 19 valitud ühendi ja 4EWS -i kristalliseeritud ligandi sarnasusel põhinevat klastri analüüsi jagati need järgmistesse kategooriatesse vastavalt molekulaarstruktuuride kattumise astmele. Joonis 4A näitab esimest klastrit, mis sisaldab 14 väikest molekuli, mis näitab, et enamiku väikeste molekulide luustikud on sarnased; Joonis 4B näitab teist klastrit, mis sisaldab 1 väikest molekuli, ja joonis 4C näitab kolmas klaster, mis sisaldab 4 väikest molekuli. Joonisel olevad mustad on kristalliseeritud ligandid ja ülejäänud on väikesed molekulid, mis saadakse virtuaalse skriinimise teel.

2.4 Sidumisrežiimi analüüs

Arvestades põhjalikult 19 kandidaatühendi dokkimiskoori ja siduva energia sidumist, valiti lõpuks kolm parimat ühendit seondumisvaba energia osas, sealhulgas sidumisrežiimi analüüsikscistanche glükosiid a, teatlaflaviinid ja salvialikhape B dimetüülestr. Nende kolme ühendi ja CETP -valgu sidumisrežiimi diagramm tõmmati tarkvara abil. Kolme ligandi aminohappejääkide ja sihtvalgu CETP koostoime soodustas valgu-ligandi kompleksi seondumist, muutes selle stabiilsemaks kompleksiks.
Nende seas,Cistancheside amoodustab aromaatse vesiniksideme sihtvalgu Phe463-ga ja moodustab aromaatse vesiniksideme ja π-π virnastamise interaktsiooni Phe263-ga; Teaflaviin moodustab klassikalise vesiniksideme sihtvalgu His232-ga, moodustab aromaatse vesiniksideme Phe263-ga ja moodustab katiooni-π interaktsiooni Phe461-ga; Salvianoolhappe B dimetüülestr moodustab aromaatsed vesiniksidemed sihtvalgu His232 ja Phe441-ga ning moodustab π-π virnastamise interaktsiooni Phe463-ga. Muud valgu-ligandi interaktsioonid hõlmavad hüdrofoobseid interaktsioone ja soolasillaid ning tulemused on näidatud joonisel 5.

2.5 Molekulaarne dünaamika simulatsioon

2.5.1 RMSD väärtuse arvutamine

 

Nagu näidatud joonisel 6a, pärast simuleerimistCistancheside A-CETP süsteem1 0 ns jaoks on RMSD kõikumisvahemik stabiilne alla ± 0. 1 nm ja RMSD tasakaalu olek näitab, et süsteemi sidumistugevus on hea. Pärast 25 ns simulatsiooni hakkas teatlaflaviini-CETP süsteemi kõikumine märkimisväärselt aeglustuma ja ka kõikumiste vahemik oli stabiilne alla ± 0. 1 nm, saavutades tasakaalu; Tanniinhappe B-dimetüülestri-CETP süsteemi RMSD väärtus kõikuti vähem pärast 1 0 ns simulatsiooni, keskmise RMSD-ga 0. 2-0. 3 nm ja kõikumisala oli stabiilne alla 0,1 nm, saavutades siduse. Lisaks arvutas see uuring ka ligandi RMSD väärtuse.
Nagu jooniselt näha, oli Theaflaviini-CETP simulatsiooni algfaasis stabiilses olekus, samasCistanche A-CETPja tanniinhape B-dimetüülestri-CETP stabiliseerus kiiresti pärast kiiret kõikumist. Selle erinevuse võivad põhjustada erinevad molekulaarsed konfiguratsioonid ja sidumisõõnsuse interaktsioonijõudude erinevused. Need kolm on üldiselt tasakaalus.

 

2.5.2 RMSF väärtuse arvutamine põhineb erinevate ravimimolekulide ja CETP keerukal süsteemil

Valgu, see uuring arvutas iga rühma valgu aminohappejääkide RMSF väärtuse. Nagu jooniselt 6b näha, on kolme CETP -le mõjuvate väikeste molekulide ühendi võtmejääkide RMSF väärtused suhteliselt madalal tasemel, keskmise väärtusega umbes 0. 16 nm, mis näitab, et CETP -valgu seondumine soodustab väikese molekuliga ligandidega maaliaalse konstruktsioonilise stiilis stiilis ja see näitab.

 

2.5.3 SASA väärtuse arvutamine

Nagu jooniselt 6c võib näha, vähenes 0-15 ns simulatsiooni alguses Cistanche A-CETP ja Theaflaviini-CETP kahe kompleksi SASA 0-15 ns ümber, mis näitab intuitiivselt ligandi kiiret seondumist ja valgu pindala väheneb lahusti tingitud käitumisest. SASA langust võib järeldada, et ligand on tihedalt seotud valgu aktiivse kohaga ja sellega võib kaasneda konformatsioonilised muutused seondumistasku või isegi valgu konformatsioonimuutused. Kuna simulatsiooni jätkus, suurenes SASA valkude ja ligandi aatomite ühise veeremise tõttu teatud määral simulatsiooni keskmises etapis ja spekuleeritakse, et nende kahe seondumine nõrgenes selles etapis. Selle põhjuseks võib olla lavastatud stabiilsuse langus, mis on põhjustatud valgu konformatsioonilisest häirest. Pärast seda sisenes SASA kolmandasse etappi ja vähenes kiiresti kuni simulatsiooni lõpuni. Salvianoolhappe B-dimetüülestri-CETP rühma kompleksi SASA vähenes kogu protsessi vältel ja sisenes stabiilsesse olekusse umbes 40 ns.

 

2.5.4 Teisese struktuuri konformatsiooni analüüs

Nagu on näidatud joonisel 7, on kõige stabiilsem valgu -helixi sisalduse suhe kolmes kompleksirühmas ja ilmset suurenemist ega langust ei täheldata. Cistancheside A -CETP -s võib selgelt täheldada, et -lehe sisaldus väheneb ja mähise suureneb 0-25 ns etapis ning suurenemise ja vähenemise muutused taastatakse pärast 25 ns. Theaflaviini -CETP -s on näha, et ilmsemad muudatused ilmnevad peamiselt -plingi ja mähise vastastikuses muundumises. Tanniinhappe B -dimetüülestri -CETP -s on peamine muutus -lehe langus ja mähise suurenemine. Valgu sekundaarse struktuuri sisalduse muutumist mõjutab peamiselt aminohapete tüüp seondumiskoha lähedal. Ligandimolekulide erinevate positsioonide tõttu erinevates kompleksides ja erinevat tüüpi ja interaktsioonijõudude tugevuste tõttu on ka iga rühma valgu konformatsioonid erinevad. Üldiselt on valgu sekundaarstruktuuri sisaldusel igas rühmas ilmsed muutused, mis on tihedalt seotud ligandi tiheda seondumisega.

 

3 arutelu

Vere lipiidid on neutraalsete rasvade ja lipiidide üldine termin plasmas. SaldoVere lipiidide metabolismon rakkude ja organismide eluaktiivsuse säilitamiseks ülioluline; Vere lipiidide ebanormaalne metabolism on tihedalt seotud südame -veresoonkonna ja tserebrovaskulaarsete haiguste, neurodegeneratiivsete haiguste ja kasvajate esinemisega [{12-13]. Düslipideemia äratundmine ja ravi traditsioonilises Hiina meditsiinis on pikka aega registreeritud. Traditsioonilisel Hiina meditsiinil on rikkalike ressursside eelised, mitmekesised struktuurid, vähe kõrvaltoimeid ja madalaid hindu. Sellel on hea mõju lipiidide kõrvalekallete reguleerimisel ja seda on laialdaselt tunnustatud kodu- ja välismaal asuvates alusuuringutes ja kliinilistes rakendustes [14-16].
Hiina taimsete ravimite komponentide väikeste molekulide skriinimine, mida saab kasutada reguleerimiseks jadüslipideemia raviSuure läbilaskevõimega Hiina meditsiini monomeeri andmebaasist on praktiline tähtsus. Virtuaalne sõeluuring ja molekulaarne dünaamika simulatsioonitehnoloogia on Hiina praeguse meditsiini praeguses uuringutes üks olulisemaid tehnoloogiaid ja vahendeid ning võivad narkootikumide molekule suures ulatuses sõeluda [17]. CETP on oluline regulatiivne ensüüm, mis on seotud lipiidide metabolismi ja RCT protsessis vereringes. See uuring keskendub CETP valgu funktsioonile ja rollile. Virtuaalse sõeluuringu abil saadi 19 afiinsusega CETP valguga kandidaat -ligandi. Kandidaatide ligandide selgroo mitmekesisust kontrolliti klastrianalüüsi abil ja sidumisrežiimi analüüsiks valiti 3 parimat ligandi väikest molekuli. Ligandi ja retseptori vaheline hüdrofoobne interaktsioon, π-π virnastamine ja soolasild mängivad olulist rolli valgu ligandi tugeva afiinsuse säilitamisel. Selles uuringus uuriti ka MD simulatsiooni kaudu 3 kandidaat-ligandi kompleksi stabiilsust. Tulemused näitasid, et 3 parima valgu-ligandi kompleksi RMSD, RMSF ja SASA graafikud kippusid pärast kõikumisi olema stabiilsed ja kõikumise amplituud oli väike. Valgu sekundaarse struktuuri sisalduse ilmsed muutused näitasid ka valgu ligandi tihedat seondumist. Seetõttu peetakse neid potentsiaalseteks kandidaatideks väikese molekuli inhibiitorite jaoks, millel on kõrge afiinsus CETP valgu suhtes.

 

 

Cistanche A on fenüületanoolglükosiidühend, mida leidub peamiselt traditsioonilistes hiina ravimites nagu tsistanche ja rehmannia. Selle massifraktsioon Cistanche'is on {{{0}}. 02%-0. 44%, mis on peamine ühend, ja selle massifraktsioon Rehmannis on 0,02%-0. 07%, mis on Trace'i ühend [18].

Shimoda jt [19] teatasid, et tsistanche ekstrakt võib mõjutada kolesterooli transpordi ja metabolismiga seotud molekulide mRNA ekspressiooni dieedist põhjustatud hüperkolesteroleemia hiirtel ja näidata kolesterooli alandavat aktiivsust. Teaflaviinid on ainulaadsed komponendid, mis moodustuvad musta tee käärimisprotsessis, ja nende sisu mustal tees on 0. 3% -1. 5% tahketest ainetest [20]. Randomiseeritud kontrollitud uuringus leiti, et teatlaflaviinide rikkad teeekstraktid on efektiivne lisaseadmed madala küllastunud rasvasisaldusega dieedile ja võib vähendada LDLC taset hüperkolestesteroleemiaga täiskasvanutel, kellel on hea tolerants [21]. Salvianoolhape B-dimetüülestr on Salvia Miltiorrhizast ekstraheeritud rasvlahustuv komponent ja see on salviallhappe dimetüülestri derivaat. Varasemad uuringud on näidanud, et saviaalhappe B-dimetüültestril on sarnane antioksüdantne, vabade radikaalide eemaldamine ja arütmilise farmakoloogilise aktiivsus nagu salvialhape B [22-23]. Seetõttu ei saa looduslikud väikeste molekuliühendid tsistanche derticola A, teatlaflaviinid ja salvialikhape B-dimetüülstri, mis on selle uuringu virtuaalse skriinimise ja molekulaarse dünaamika simulatsiooni abil sõelutud, kasutada mitte ainult CETP proteiinide inhibiiterivate ravimite avastamiseks ja optimeerimiseks, vaid ka traditsiooniliste hiina ravimitega seotud ravimitega, vaid ka traditsiooniliste hiina ravimite protsessist paremini aru saada. Ühendid, võtke kokku ja analüüsige neid traditsioonilisi Hiina ravimeid ning ühendavad need traditsioonilise Hiina meditsiini traditsioonilise Hiina meditsiini retseptide koostamiseks tervikliku vaate ja sündroomi diferentseerimise teooriaga. Lisaks sellele, nagu ka selle uuringu virtuaalse sõeluuringu kaudu saadud muud CETP -valgu inhibiitorid, nagu isofuspastosiid, diosmiin ja vecinin -2, ning traditsioonilised Hiina ravimid, millest looduslikud ühendid tulenevad, näiteks Forsythia, Wild Chrysanthemum ja Rutaecarpa, saab tulevikuks.