بررسی قابلیت اتصال پپتیدهای ضدمیکروبی به پروتئینspike ویروس کرونا با روش داکینگ و شبیه‌سازی دینامیک مولکولی

مقدمه: از زمان شروع سال 2020، sars-cov-2 به طور قابل توجهی باعث بیماری تعداد زیادی از افراد شده و تحقیقات گسترده‌ای را به سوی خود جلب کرده است. پپتیدهای ضد میکروبی به دلیل ایمنی، کارایی و ویژگی منحصر به فرد خود به عنوان یک راه امیدوارکننده برای درمان پاتوژن‌های ویروسی در حال ظهور شناخته می‌شوند.روش: در این مطالعه ابتدا 104 پپتید طبیعی ضدمیکروبی از پایگاه‌های داده apd انتخاب شدند. سپس با سرور pepfold3 ساختار سوم پپتیدها مدل‌سازی شد. ساختارها پس از اصلاح و بهینه‌سازی آماده عملیات داکینگ شدند. متعاقباً داکینگ پپتید-پروتئین با نرم‌افزار اتوداک وینا انجام شد. بهترین کمپلکس پپتید-پروتئین که انرژی اتصال مناسبی در خروجی داکینگ داشت برای شبیه‌سازی مولکولی با برنامه گرومکس انتخاب شد. شبیه‌سازی به مدت 100 نانوثانیه در دمای 310 درجه کلوین و ph:7 انجام شد. از میدان نیروی gromos54a7 و مدل آب spc به عنوان حلال استفاده گردید.نتایج: نتایج به دست آمده از دینامیک مولکولی، پایداری ساختار کمپلکس‌ها و محاسبات انرژی را بررسی می‌کند. آنالیزهای rmsd، rmsf، شعاع ژیراسیون و sasa نشان داد که کمپلکس پپتید-پروتئین در طی شبیه‌سازی پایدار است و آنالیزهای lj، cl، hbond و δg جهت محاسبه انرژی بین پپتید و پروتیئن spike انجام شد.نتیجه‌گیری: نتایج مطالعه نشان داد که پپتیدهای ضدمیکروبی می‌توانند به عنوان مهارکننده و با انرژی اتصال مطلوبی به پروتئین  اسپایک sars-cov-2 متصل شوند و در نتیجه، این پپتیدها می‌توانند برای مطالعات درمانی و تجربی covid-19 استفاده شوند. 

the study of the binding ability of antimicrobial peptides to spike protein of the coronavirus by docking and molecular dynamics simulation

introduction: since the start of 2020, sars-cov-2 has infected a significant number of individuals, prompting extensive research. antimicrobial peptides can be considered as a promising treatment for emerging viral pathogens due to their safety, efficacy, and specificity. method: in this study, first, 104 natural antiviral peptides were chosen from apd databases.  then, the third structure of proteins was modeled by pep-fold 3 server. the structures were refined and optimized for docking operation. subsequently, peptide-protein docking was performed using autodock vina. the most favorable peptide-protein complex, chosen based on binding energy, was employed for molecular simulation using gromacs. the simulation was carried out for 100 ns at 310° k and ph=7. gromos54a7 force field was used in this study and the spc water model was used as solvent.results: the obtained results from molecular dynamics examine the stability of complex structure and energy calculations. rmsd, rmsf, radius of gyration, and sasa analyses indicate the stability of the peptide-protein complex during the simulation. additionally, lj, cl, hbond, and δg analyses were conducted to calculate the energy interactions between the peptide and the spike protein.conclusion: the results indicate that antimicrobial peptides can effectively bind to the sars-cov-2 spike protein, acting as inhibitors with a favorable binding energy. consequently, these peptides can be employed for therapeutic and experimental studies of covid-19.