مطالعه برهم کنش پروتئین سرم آلبومین انسانی با داروی ضدسرطان فلورواوراسیل با استفاده از روش محاسباتی داکینگ مولکولی

مقدمه: داروها عمدتاً توسط پروتئین های پلاسما ازجمله آلبومین سرم انسانی در بدن انسان به بافت های هدف منتقل می شوند. با استفاده از روش های شبیه سازی مانند داکینگ مولکولی می توان اطلاعات کاربردی درباره مولفه های ترمودینامیکی داروها و پایداری آنها به دست آورد. مواد و روش ها: در این پژوهش، بررسی های داکینگ مولکولی آلبومین سرم انسانی با داروی ضدسرطان فلورواوراسیل انجام شد. بار جزئی روی اتم های پروتئین آلبومین سرم و اتم های داروی فلورواوراسیل محاسبه گردید. جستجوی بهترین پیکربندی نیز با استفاده از lamarckian genetic algorithm صورت پذیرفت. ابعاد grid maps  در حدود 40*40*40 انگستروم با فاصله 0/375 انگستروم انتخاب شد. تعداد genetic algorithm و تعداد بررسی ها به ترتیب در حدود 100 و 2/5 میلیون تنطیم گردید. در پایان بهترین پیکربندی برهمکنش انجام شده با کمترین مقدار انرژی آزاد انتخاب شد. به منظور مشاهده داکینگ انجام شده از نرم افزارهای گرافیکی ligplot   و vmd استفاده گردید. یافته‌ها: در بهترین نمونه، فلورواوراسیل قادر است با پروتئین آلبومین سرم انسانی hsa چهار پیوند‌ هیدروژنی از طریق اتم های نیتروژن و اکسیژن با دو آمینواسید تیروزین، یک آمینواسید هیستیدین و یک آمینواسید آرژنین ارتباط برقرار می کند. برآورد انرژی‌های آزاد اتصال (kcal/ mol) برای بهترین نمونه برابر با 5/1- است. مقادیر منفی انرژی آزاد گیبس (δg°) نشان دهنده یک فرایند خودبه خودی است و مقدار ثابت اتصال (ka ≈ 109 l • mol-1) بیانگر توزیع زیستی مطلوب دارو با پلاسمای خون است. بحث و نتیجه‌گیری: بررسی داکینگ مدل های پیشنهادی نشان می دهد که فلورواوراسیل دارای حلقه ای آلیفاتیک است و دارای بخش های هیدروفوب است و به همین علت، توانایی بالایی در تشکیل برهمکنش های هیدروفوب با آمینواسیدهای اصلی در جایگاه فعال پروتئین سرم آلبومین دارد.

study of human albumin protein interaction with fluorouracil anticancer drug using molecular docking method

introduction: drugs are mainly delivered to the target tissues by plasma proteins, such as human serum albumin, in the human body. practical information about the thermodynamic parameters of drugs and their stability can be obtained using simulation methods, such as molecular docking.material & methods: this study, investigated the molecular docking of human serum albumin with fluorouracil anticancer drug. moreover, partial charges on serum albumin protein atoms and fluorouracil atoms were calculated in this study. the best configuration was also searched using the lamarckian genetic algorithm. the dimensions of the grid maps were selected to be about 40 * 40 * 40 angstroms with a distance of 0.375 angstroms. the number of genetic algorithms and the number of studies were adjusted to about 100 and 2.5 million, respectively. in the end, the best performed interaction configurations with the least amount of free energy were selected. ligplot and vmd graphic software were used to view the performed docking.findings: in the best model, fluorouracil is able to bind to the human serum albumin protein hsa four hydrogen bonds via nitrogen and oxygen atoms with two amino acids tyrosine, one amino acid histidine and one amino acid arginine. the estimation of the free bond energies (kcal/mol) for the best model was -5.1. negative gibbs free energy values (δg °) indicated a spontaneous process, and a constant binding value (ka ≈ 109 l • mol-1) demonstrated the optimal biological distribution of the drug in the blood plasma.discussion & conclusion: the docking study of the proposed models shows that fluorouracil has an aliphatic ring and hydrophobic fractions and therefore it has a high ability to form hydrophobic interactions with major amino acids at the active site of serum albumin protein.