طراحي پپتيد مهاركننده پروتئين Mpro ويروس SARS-CoV-2 با استفاده از روش ساخت افزايشي يك طرفه و دو طرفه

كارشناسي ارشد

شناخت كرونا ويروس نوين (SARS-CoV-2) كه جديدترين ويروس شناخته شده از خانواده ويروس‌هاي كرونا است در اواخر دسامبر سال 2019 در شهر ووهان چين انجام شد. اين ويروس عامل ايجادكننده بيماري تنفسي است و طبق آمار تاكنون بيش از 219 كشور را درگير كرده و همچنان در موقعيت‌هاي همه‌گير اخير در سراسر جهان مسئول مرگ‌هاي ناخواسته بي‌شماري در ميان مردم شده است. به همين دليل نياز به درك از عملكرد اين ويروس جديد و توسعه داروهاي پيشگيرانه و درماني وجود دارد. ازآنجايي‌كه توسعه دارو يك مسير پرهزينه و شديدا وقت‌گير است، استفاده از رويكردهاي بيوانفورماتيكي جهت پيشگويي نسبي پاسخ به درمان و نيز راه‌كارهاي تحقيقاتي از جمله ژنوميك، و مدل‌سازي مولكولي‌هاي نقاط قوت ارزشمندي را ارائه مي‌دهند. درمان اصلي اين ويروس تاكنون استفاده از داروهاي ضد ويروسي بوده است كه توانايي ويروس‌ها را براي ورود به سلول‌ها ضعيف مي‌كند و از تكثير يا انتقال آن¬ها از سلول‌هاي آلوده به سلول‌هاي ديگر جلوگيري مي‌كند. امروزه پپتيدهاي درماني نقش قابل‌توجهي در علم پزشكي ايفا كرده‌اند و با توجه به آخرين پيشرفت‌هاي به‌دست‌آمده در زمينه پپتيد چند سالي است كه استفاده از اين دسته از درمان‌‌ها افزايش داشته و داروهاي پپتيدي بسيار مورد توجه قرار گرفتند. هدف اصلي اين تحقيق، طراحي پپتيدهاي مهاركننده عليه پروتئين Mpro با استفاده از روش افزايشي يك طرفه و دو طرفه، جهت استفاده در درمان بيماري كرونا بوده و جهت انجام آن از نرم‌افزارهاي بيوانفورماتيكي مانند داكينگ مولكولي و غربالگري مجازي استفاده شد. به اين منظور پروتئين Mpro ويروس كرونا كه در مسير درمان بيماري كرونا نقش دارد، مورد بررسي قرارگرفته و در مطالعات داكينگ وارد شد. براي انجام اين تحقيق، پس از بدست آوردن ليگاند و گيرنده و بهينه كردن آن داكينگ مولكولي انجام شد و در هر مرتبه كه اين كار انجام گرفت ابعاد متفاوتي براي جعبه تنظيم شد. درنهايت داكينگي كه مطلوب‌ترين انرژي اتصال و مناسب‌ترين موقعيت را داشت به عنوان كنترل مثبت نهايي انتخاب گرديد. سپس كتابخانه‌هاي پپتيدي با طول 2 تا 10 آمينواسيد طراحي و در نهايت غربالگري شدند و به دنبال آن كمپلكس پروتئين-پپتيد حاصل از غربالگري با كمپلكس پروتئين-مهار كننده (كنترل مثبت) مورد مقايسه قرار گرفتند. سپس در ادامه با رسم سه نمودار‌ بر اساس پارامترهاي مختلف مثل: طول پپتيد، بيشترين، كمترين و ميانگين انرژي اتصال پپتيد تحليل و توضيح دقيق‌تر نتايج انجام شد. در نهايت نتايج حاصل از غربالگري پپتيدهايي با توالي 10 اسيدآمينه (يك طرفه) به همراه گيرنده Mpro، نتايج بهتري نسبت به ساير پپتيدها اعم از پپتيدهاي يك طرفه و دو طرفه نشان دادند. نتايج اين مطالعه مشخص كرد كه با افزايش طول پپتيد، اتصالات بهتري برقرار مي‌شود و انرژي منفي‌تري به دست مي‌آيد. به‌عبارت‌ديگر، با افزايش طول پپتيدها، توان اثر مهاركنندگي آن‌ها نيز افزايش يافت و اين مي‌تواند براي طراحي داروهاي جديد و بهبود يافته مورد استفاده قرارگيرد.

228342

دانشگاه اصفهان

بيوشيمي

محمدرضا گنجعلي خاني