شبیه سازی دینامیک مولکولی پروتئین همولیزین Bacillus Pumilus و داکینگ آن با کلسترول و پیشگویی تغییرات کنفورماسیونی این پروتئین در طراحی دارو با کمک بیوانفورماتیک

همولیزین یک پروتئین خارج سلولی است که توسط بسیاری از باکتری‌های بیماری‌زا و غیر بیماری‌زا ترشح می‌شود. سطح فعالیت آنها غشای‌پلاسمایی گلبول‌های قرمز خون می‌باشد. همولیزین جزء سموم وابسته به کلسترول می‌باشد یعنی کلسترول را به عنوان گیرنده بر روی سطح سلول‌های خونی شناسایی کرده و از طریق آن به سلول هدف متصل می‌شود. در این تحقیق ما بر روی همولیزین گونه‌ایی از باسیلوس به نام باسیلوس پامیلوس safr0032 کار کرده‌ایم. اهدافی که در این تحقیق دنبال شده شامل شبیه‌سازی دینامیک مولکولی همولیزین در داخل غشای زیستی که برای شبیه‌سازی این پروتئین در غشاء از نرم‌افزار گرومکس استفاده شد. هدف از این شبیه‌سازی بررسی پایداری این پروتئین در داخل غشا‌های زیستی می‌باشد. همچنین ما با تعیین جایگاه اتصال این سم با غشاء و شناسایی اسید‌های آمینه درگیر در این اتصال با استفاده از نرم‌افزار اتوداک توانستیم عوامل دخیل درمیان کنش این سم با غشاء را نیز شناسایی و بررسی کنیم سپس با ایجاد موتاسیون در اسید آمینه‌های اصلی درگیر در این اتصال با استفاده از وبگاه popmusic2.1 رفتار این پروتئین جهش یافته با کلسترول غشاء بررسی گردیده است. نتایج حاصل از این تحقیق تاکید می‌کند که موتاسیون‌زایی باعث کاهش تمایل پروتئین همولیزین به کلسترول می‌شود و اتصال میان آنها به شدت سست و ناپایدار می‌گردد. پس می‌توان در شناسایی و طراحی دارو‌های جدید به ساختار سه بعدی همولیزین‌ها توجه کرد و به عنوان یک ایده نوین در زمینه‌های داروسازی و بهبود دارو‌های موجود در درمان بیماری‌هایی که به علت همولیزین ترشحی توسط باکتری‌ها ایجاد می‌شود مورد استفاده قرار گیرد.

Dynamic stimulation of Bacillus hemolysin and its docking with cholesterol and predicting conformation alternations of this protein in drug design with bioinformatics

Hemolysin is an extracellular protein released by many pathogenic and nonpathogenic bacteria. It belongs to cholesteroldependent cytolysins (CDCs) which are a large family of poreforming toxins. Their mechanism of action is cholesterol identification as a receptor. In this study, a type of hemolysin produced by Bacillus pumilus SAFR0032 was investigated. Firstly, molecular dynamic simulations of Hemolysin in biological membranes were performed using Gromax software to evaluate the stability of proteins in biological membranes. Amino acids which involved in toxinmembrane interactions were also identified by Autodock software. Subsequently, crucial mutations were created in the key amino acids of interaction and function of mutant proteins were checked by Pop Music server. Our findings demonstrated that critical hemolysin mutations could reduce hemolysin tendency to cholesterol and weaken their interaction. All in all suggesting that threedimensional structure of hemolysin can be considered as a novel concept in pharmaceutical field to improve current drugs which used to cure hemolysinassociated diseases.