ارزیابی اثرات داکینگ و دینامیکی مولکولی ترکیبات abemaciclib،hymenialdisine و indirubinبر cdk-2 با مطالعه شبیه‌سازی

زمینه و هدف: کیناز وابسته به سیکلین 2 (cdk-2) یک سرین/ترئونین پروتئین کیناز با فعالیت تنظیمی در چرخه سلولی است. مهارکننده های این پروتئین با توقف چرخه سلولی راهکارهای انتخابی برای درمان انواع سرطان ها هستند. در این مطالعه شبیه سازی شده، اثرات داکینگ ودینامیک مولکولی abemaciclib،hymenialdisine وindirubin بر cdk-2 به عنوان یکی از مهمترین فاکتورهای موثر در چرخه سلولی مورد بررسی قرار گرفته است. روش کار: فایل pdb پروتئین cdk-2 و ساختار سه بعدیabemaciclib ،hymenialdisine و indirubin به ترتیب از بانک اطلاعات پروتئین (http://www.rcsb.org) و سرور pubchem به دست آمدند. پس از شبیه سازی cdk-2 در نرم افزار gromacs، داکینگ مولکولی ترکیبات بر روی cdk-2 توسط نرم افزار autodock 4.2 انجام شد. در نهایت مهمترین فاکتورهای دینامیک مولکولی مانند rmsd، شعاع چرخشی و انرژی کل در حالت قبل از داکینگ در مقایسه با این فاکتورها در مرحله بعد از داکینگ مورد آنالیز قرار گرفتند. یافته ها: abemaciclib با آزادسازی انرژی اتصال معادل kcal/mol -8/23 بیشترین تمایل برای اتصال به اسیدهای آمینه موجود در جایگاه اتصال cdk-2 دارد. در عین حال اتصالabemaciclib ،hymenialdisine وindirubin به cdk-2، منجر به کاهش معنادار در برخی فاکتورهای دینامیک مولکولی مانند میانگین انرژی کل، شعاع چرخشی، rmsd و همچنین ایجاد تغییر در ساختار ثانویه cdk-2 شدند. نتیجه گیری:abemaciclib ،hymenialdisine و indirubin تمایل بالایی برای برهمکنش با cdk-2 دارند. بر اساس نتایج شبیه سازی دینامیک مولکولی، ساختار ثانویه cdk-2 پس از اتصال هر لیگاند به آن تغییر می کند و مجموعه لیگاند و پروتئین را پایدارتر می کند.

evaluating the effects of molecular dynamic and docking of abemaciclib, hymenialdisine, and indirubin on cdk-2 inhibition by simulation study

background objectives: cyclin-dependent kinase 2 (cdk-2) is a serine/threonine protein kinase with regulatory activity in the cell cycle. inhibitors of this protein are the treatment of choice for a variety of cancers by stopping the cell cycle. in this in silico study, the effects of docking and molecular dynamics of abemaciclib, hymenialdisine, and indirubin on the inhibition of cdk-2 as one of the most important factors in the cell cycle have been investigated. methods: pdb file of cdk-2 protein as well as threedimensional structures of abemaciclib, hymenialdisine, and indirubin were obtained from the protein database (http://www.rcsb.org) and pubchem server, respectively. after simulating cdk-2 in gromacs software, molecular docking of compounds on cdk-2 was performed by autodock 4.2 software. finally, the most important molecular dynamics factors such as rmsd,the radius of gyration and total energy in the predocking state were analyzed and compared to these factors in the postdocking stage. results: abemaciclib has the highest affinity for binding to amino acids at the cdk-2 binding site by releasing binding energy equivalent to 8.23 kj/mol. the binding of abemaciclib, hymenialdisine, and indirubin to cdk-2, resulted in significant reductions in some molecular dynamics factors such as mean total energy, the radius of gyration, rmsd, and changes in cdk-2 secondary structure. conclusion: abemaciclib, hymenialdisine, and indirubin have a high tendency to interact with cdk-2, and this binding can induce significant dynamic molecular changes in the structure of cdk-2 molecule. based on the results of molecular dynamics simulation, the secondary structure of cdk-2 changes after each ligand binds to it and makes the complex of ligand and protein more stable.