پژوهشگر

همکاران پژوهشگر

چکیده پژوهش

ا توجه به همه گیري روزافزون بیماري ویروسـی کرونـ ا (19-COVID (و عـدم وجـود داروي ضـد ویروسی قطعی براي پیشگیري و درمان بیماري و نیز عوارض روش هاي درمانی و داروهـاي فعلـی در کنترل بیماري، ضرورت کشف داروهایی با اثر ضد ویروسی کـه بتواننـد در کـاهش اخـتلالات ریـوي، کبدي، کلیوي و قلبی ایجاد شده در بیماران موثر واقع شوند احساس می شود .در ایـن بـین CLpro3 یکی از پروتئین هاي اصلی در چرخه زیستی ویروس می باشد که می تواند به عنوان هدفی براي ساخت داروهاي ضد کرونا ویروس جدید مورد بررسی و مطالعه قرار گیرد. مطالعـه حاضـر بـا هـدف بررسـی اثرات مهار کنندگی ترکیب گیاهی الاژیک اسید (acid Ellagic (به عنوان ماده موثره عمده گیاه انـار و هارمالین (Harmaline (به عنوان ترکیب عمده گیاه دارویی اسـپند بـر روي CLpro3 بـا اسـتفاده از مطالعات دینامیک مولکولی انجام شده است. نتایج این مطالعه نشان می دهـد کـه ایـن دو ترکیـب آنتـی اکسیدانی تمایل نسبتاً بالایی براي اتصال با پروتئین CLpro3 دارند.همچنین این مطالعـه شـبیه سـ ازي شده به خوبی نشان می دهد که این ترکیبات مـوثره گیـاهی (الاژیـک اسـید و هارمـالین ) بـا اتصـال بـر پروتئین CLpro3 ساختار سه بعدي آنرا به شدت تحت تاثیر قرار می دهند. این تاثیرگذاري بر سـاختار پروتئین می تواند در عملکرد بیولوژیک این پروتئین اختلال ایجاد کرده و از قـد رت انتشـار ویـروس تـا حد بالایی کاهش دهد. تاثیرگذاري این دو ترکیب گیاهی بر فاکتورهاي دینامیک مولکولی این پـروتئین و تغییراتی که در میزان شعاع چرخشی و ساختار دوم پروتئین ایجاد می کند مـی توانـد نشـاندهنده اثـرات مهار کنندگی این ترکیبات بر روي پروتئین CLpro3 باشد. به نظر می رسد که این ترکیبات بتواننـد بـه عنوان گزینه هاي مطلوبی براي مهار فعالیت آنزیم پروتئاز ویروس کرونا باشند و پس از انجام مطالعـات تکمیلی به عنوان داروهاي جدید در مهار ویروس مطرح گردند

خلاصه نتایج حاصله

نتایج مربوط به مطالعات داکینگ مولکولی و میزان انرژي آزاد سازي ( of Energy Free Estimated binding (هنگام اتصال هر کدام از ترکیبات به جایگاه اتصال آنزیم CLpro3 در جدول شماره 3-4- 1 نشان داده شده است. همینطور جایگاه اتصال هر کدام از ترکیبات الاژیک اسید و هارمالین در جایگاه اتصال و تعداد اسیدآمینه هاي موجود در جایگاه اتصال براي هرکدام از ترکیبات و در جدول شماره 3- 4-1 و تصویر شماره 3 -4 -1 نشان داده شده است. به نظر می رسد که الاژیک اسید با آزاد کردن 06.7 کیلوژول انرژي تمایل اتصال بیشتري نسبت به هارمالین براي متصل شدن به آنزیم CLpro3 را داشته باشد. در عین این اتصال در غلظت هاي بسیار پایین تري (69.6 میکرومولار) نسبت به هارمالین (83.20 میکرو مولار) اتفاق خواهد افتاد هرچند که این حداقل غلظت براي اتصال هر دو ترکیب بسیار پایین است. نتایج جدول شماره 3-4-1 نشان می دهد که هر دو ترکیب الاژیک اسید و هارمالین با تمایل بالایی به جایگاه اتصال آنزیم CLpro3 متصل می شوند هرچند که تمایل اتصال الاژیک است مقداري بیشتر از هارمالین است. جدول شماره 3-4-1 .نتایج حاصل از داکینگ مولکولی EIC Interaction bonds µM BE Kj/mol Receptor-Ligand Gly273, Leu272, Tyr237, Tyr239, Thr199, Glu288, Leu287,Met276, Ala285, Leu286, Gly275, Leu271 3CLpro-Gallic acid -7.06 6.69 Cys44, Pro52, Tyr54, His41, Asp187, Met49, Arg188, Thr190, Gln192, Met165, Gln165, Glu166 3CLpro-Harmaline -6.39 20.83 Abbreviations: BE; Estimated Free Energy of binding (kcal/mol), EIC; estimated inhibition constant (μM). ٢١ تصویر شماره 3-4-1 جایگاه اتصال الاژیک اسید(A (و جایگاه اتصال هارمالین (B (در site Binding پروتئین CLpro3 ٢٢ مقادیر مربوط به میزان (RMSD (deviation square-mean-root در مدت زمان 10 نانوثانیه از فرایند شبیه سازي دینامیک مولکولی قبل از داکینگ و شبیه سازي دینامیک مولکولی بعد از داکینک مولکولی، در تصویر شماره 3 -4 -2 نشان داده شده است. هر چند که در پایان زمان شبیه سازي همه ترکیبات شامل پروتئین و پروتئین متصل به لیگاند به پایداري رسیده اند اما در طول زمان شبیه سازي شاهد یکسري نوسانات هستیم. این نتایج نشان می دهد که اتصال هارمالین به پروتئین CLpro3 باعث کاهش در میزان RMSD مخصوصا در پایان زمان شبیه سازي می شود. .root-mean-square deviation (RMSD) میزان به مربوط مقادیر: 2-4-3 شماره تصویر A (الاژیک اسید و B (هارمالین. نمودار سیاه رنگ: شبیه سازي دینامیک مولکولی قبل از داکینگ و نمودار قرمز رنگ: شبیه سازي دینامیک مولکولی بعد از داکینک است. ٢٣ مقادیر مربوط به میزان انرژي کل (TE (Energy Total در مدت زمان 10 نانوثانیه از فرایند شبیه سازي دینامیک مولکولی قبل از داکینگ و شبیه سازي دینامیک مولکولی بعد از داکینک مولکولی، در تصویر شماره 3-4-3 نشان داده شده است. اتصال الاژیک اسید به پروتئین CLpro3 منجر به کاهش شدید میزان انرژي کل می شود که بیانگر تمایل اتصال و برهمکنش بین لیگاند و گیرنده است. تصویر شماره 3-4-3 : مقادیر مربوط به میزان انرژي کل (TE (Energy Total . A (الاژیک اسید و B (هارمالین. نمودار سیاه رنگ: شبیه سازي دینامیک مولکولی قبل از داکینگ و نمودار قرمز رنگ: شبیه سازي دینامیک مولکولی بعد از داکینک است. ٢٤ مقادیر مربوط به میزان شعاع چرخشی (Rg (gyration of Radius در مدت زمان 10 نانوثانیه از فرایند شبیه سازي دینامیک مولکولی قبل از داکینگ و شبیه سازي دینامیک مولکولی بعد از داکینک مولکولی، در تصویر شماره 3-4-4 نشان داده شده است. اتصال هر کدام از ترکیبات به پروتئین CLpro3 باعث ایجاد تغییراتی در میزان شعاع چرخشی آنزیم شده است. اتصال الاژیک اسید به پروتئین CLpro3 میانگین شعاع چرخشی را به شدت کاهش می دهد. اما اتصال هارمالین منجر به افزایش میانگین شعاع چرخشی پروتئین CLpro3 می شود. تصویر شماره 3-4-4 : مقادیر مربوط به میزان شعاع چرخشی (Rg (gyration of Radius . A (الاژیک اسید و B (هارمالین. نمودار سیاه رنگ: شبیه سازي دینامیک مولکولی قبل از داکینگ و نمودار قرمز رنگ: شبیه سازي دینامیک مولکولی بعد از داکینک است. ٢٥ مقادیر مربوط به میزان میانگین نوسانات آمینواسید هاي پروتئین (RMSF (در مدت زمان 10 نانوثانیه از فرایند شبیه سازي دینامیک مولکولی قبل از داکینگ و شبیه سازي دینامیک مولکولی بعد از داکینک مولکولی، در تصویر شماره 3-4-5 نشان داده شده است. به نظر می رسد که هر دو ترکیب اثر مشابهی در مهار نوسانات آمینواسیدهاي پروتئین CLpro3 داشته باشند. بیشترین میزان کاهش نواسانات آمینواسیدي در محدوده توالی هاي آمینواسیدي 80 تا 130 اسید آمینه و همینطور محدوده توالی آمینواسیدي 180 تا 190 و 230 تا 270 آمینواسیدي است. تصویر شماره 3-4-5 : مقادیر مربوط به میزان میانگین نواسانات آمینواسید هاي پروتئین (RMSF .( A (الاژیک اسید و B (هارمالین. نمودار سیاه رنگ: شبیه سازي دینامیک مولکولی قبل از داکینگ و نمودار قرمز رنگ: شبیه سازي دینامیک مولکولی بعد از داکینک است. ٢٦ مقادیر مربوط به میزان میانگین پیوندهاي هیدروژنی در ساختار پروتئین CLpro3 در مدت زمان 10 نانوثانیه از فرایند شبیه سازي دینامیک مولکولی قبل از داکینگ و شبیه سازي دینامیک مولکولی بعد از داکینک مولکولی، در تصویر شماره 3-4-6 نشان داده شده است. اتصال هر کدام از لیگاندها (هارمالین و الاژیک اسید) به پروتئین آنزیمی CLpro3 منجر به القاء نوساناتی در میزان و تعداد پیوندهاي هیدروژنی در طول مدت زمان شبیه سازي شده است. این نوسانات در تعداد پیوند هیدروژنی در ساختار پروتئین بیانگر تاثیر گذار بودن ترکیبات موثره گیاهی (هارمالین و الاژیک اسید) بر پروتئین آنزیمی CLpro3 است. تصویر شماره 3-4-6 : مقادیر مربوط به میزان میانگین پیوندهاي هیدروژنی. A (الاژیک اسید و B (هارمالین. نمودار سیاه رنگ: شبیه سازي دینامیک مولکولی قبل از داکینگ و نمودار قرمز رنگ: شبیه سازي دینامیک مولکولی بعد از داکینک است.

فایل های پژوهش