برش، اصلاح، و بهینه سازی پپتید MIG6segment2 برای هدف گیری EGFR مرتبط با سرطان ریه
چکیده
رسپتور فاکتور رشد اپیدرمی انسانی (EGFR) یک نقش مهم را در پیشرفت بیماری و متاستاز سرطان ریه بازی می کند؛ پیشرفت و کاربرد بالینی عوامل درمانی که این رسپتور را هدف می گیرند بینش مهمی را نسبت به درمان های جدید سرطان ریه فراهم می کنند. پروتئین مهار کننده ی تومور MIG6 یک تنظیم کننده ی منفی برای EGFR می باشد که می تواند به وجه درونی فعال سازی دایمر نامتقارن دمین های EGFR کیناز باند شود تا دایمری شدن را مختل کند و سپس کیناز را غیرفعال کند (Zhang X, et al., Nature 2007, 450: 741-744). پروتئین دو بخش مجزا را می پذیرد یعنی MIG6segment 1 و MIG6segment 2، تا به طور مستقیم با EGFR برهم کنش کند. بنابراین، مدل سازی محاسباتی و آنالیز تعامل بین مولکولی بین دمین EGFR کیناز و پتید MIG6 segment 2 نشان می دهد که این پپتید به یک صفحه ی بتا دو رشته ای فولد می-شود که ترکیبی از رشته بتا 1 و رشته بتا 2 می باشد؛ فقط رشته بتا 2 می تواند به طور مستقیم با لوپ فعال سازی EGFR برهم کنش کند در حالی که رشته بتا 1 باقی مانده از کیناز جدا می شود. یک جزیره C ترمینال درون رشته 2 بتا در درجه اول مسئول اتصال به پپتید می باشد که از MIG6 segment 2 برش می خورد و تمایل ضعیفی را برای دمین EGFR کیناز نشان می دهد. آنالیز ساختاری و انرژیک پیشنهاد می کند فسفریلاسیون در رزیدوهای تیروزین 394 و تیروزین 395 پپتید برش خورده می تواند به طور قابل توجهی تمایل EGFR را بهبود ببخشد، و موتاسیون سایر رزیدوها می تواند ظرفیت اتصال پپتید را بیشتر بهینه کند. سپس 3 نسخه ی مشتق شده از پپتید برش خورده، از جمله پپتیدهای فسفریله شده و دفسفریله شده و همچنین یک جهش یافته ی دو نقطه ای سنتز و تخلیص شدند و تمایل آن ها به پروتئین نوترکیب دمین کیناز EGFR انسانی توسط تیتراسیون آنیزوتروپی فلوئورسنت تعیین شد. همانطوری که از نظر تئوری انتظارش می رفت، پپتید دفسفریله شده هیچ اتصال قابل مشاهده ای به کیناز ندارد و فسفریلاسون و موتاسیون می تواند تمایل پایین تا متوسطی را برای پپتید ارائه کند که نشان می دهد یک سازگاری خوب بین آنالیز محاسباتی و بررسی آزمایشگاهی وجود دارد.
1- مقدمه
سوپرخانواده ی رسپتور تیروزین کیناز (RTK) نشان دهنده ی یک زیرگروهی از رسپتورهای پروتئین عرض غشایی می باشد که در یک طیفی از فرایندهای نموی از جمله بقا سلول، تکثیر و مرگ درگیر می باشد و زمانی که تنظیم نشوند، یک نقش برجسته را در سرطان بازی می کنند (Lemmon and Schlessinger, 2010). رسپتور فاکتور رشد اپیدرمی انسانی (EGFR) به عنوان یک عضو مهمی از RTK توجه ویژه ای را در سال های اخیر دریافت کرده است که آن را مدیون ارتباط قوی خودش با تکثیر بدخیم خود می باشد و مشخص شده است یک نقش مهم را در رشد و پیشرفت سرطان های سلول های غیر کوچک ریه (NSCLC) بازی می کند (Bethune et al., 2010). فعال شدن EGFR ناشی از تشکیل یک دایمر نامتقارن می باشد که در آن لوب C ترمینال یک دمین کیناز یک نقش مشابه با سیکلین در کمپلکس های فعال CDK/سیکلین را بازی می کند. کمپلکس شبه سیکلین / CDK توسط دو دمین کیناز شکل می گیرد که فعال شدن رسپتورهای خانواده EGFR توسط دایمری شدن جور یا ناجور را توضیح می دهد (Zhang et al., 2006). دایمری شدن EGFR فعالیت پروتئین تیروزین کینازی درون سلولی ذاتی خودش را تحریک می کند. در نتیجه، اتوفسفریلاسیون چندین رزیدوی تیروزین در دمین C ترمینال EGFR رخ می دهد تا از طریق دمین های SH2 متصل شونده به فسفوتیروزین خودش، موجب فعال شدن و سیگنالینگ پایین دستی توسط سایر پروتئین هایی که با تیروزین-های فسفریله شده همراه می باشند، شود.
ABSTRACT
Human epidermal growth factor receptor (EGFR) plays a central role in the pathological progression and metastasis of lung cancer; the development and clinical application of therapeutic agents that target the receptor provide important insights for new lung cancer therapies. The tumor-suppressor protein MIG6 is a negative regulator of EGFR, which can bind at the activation interface of asymmetric dimer of EGFR kinase domains to disrupt dimerization and then inactivate the kinase (Zhang X. et al. Nature 2007, 450: 741–744). The protein adopts two separated segments, i.e. MIG6segment 1 and MIG6segment 2 , to directly interact with EGFR. Here, computational modeling and analysis of the intermolecular interaction between EGFR kinase domain and MIG6segment 2 peptide revealed that the peptide is folded into a twostranded b-sheet composed of b-strand 1 and b-strand 2; only the b-strand 2 can directly interact with EGFR activation loop, while leaving b-strand 1 apart from the kinase. A C-terminal island within the b-strand 2 is primarily responsible for peptide binding, which was truncated from the MIG6segment 2 and exhibited weak affinity to EGFR kinase domain. Structural and energetic analysis suggested that phosphorylation at residues Tyr394 and Tyr395 of truncated peptide can considerably improve EGFR affinity, and mutation of other residues can further optimize the peptide binding capability. Subsequently, three derivative versions of the truncated peptide, including phosphorylated and dephosphorylated peptides as well as a double-point mutant were synthesized and purified, and their affinities to the recombinant protein of human EGFR kinase domain were determined by fluorescence anisotropy titration. As expected theoretically, the dephosphorylated peptide has no observable binding to the kinase, and phosphorylation and mutation can confer low and moderate affinities to the peptide, respectively, suggesting a good consistence between the computational analysis and experimental assay.
1. Introduction
Receptor tyrosine kinase (RTK) superfamily represents a subgroup of transmembrane protein receptors that are involved in a variety of developmental processes including cell survival, proliferation and motility, and, when unregulated, play prominent roles in cancer (Lemmon and Schlessinger, 2010). The human epidermal growth factor receptor (EGFR) as an important member of RTK has received particular attention in recent years owing to its strong association with malignant proliferation, which has been shown to play a central role in the development and progression of non-small cell lung cancer (NSCLC) (Bethune et al., 2010). EGFR activation results from the formation of an asymmetric dimer in which the C-terminal lobe of one kinase domain plays a role similar to that of cyclin in activated CDK/cyclin complexes. The CDK/cyclin-like complex formed by two kinase domains thus explains the activation of EGFR-family receptors by homo- or hetero-dimerization (Zhang et al., 2006). EGFR dimerization stimulates its intrinsic intracellular protein-tyrosine kinase activity. As a result, autophosphorylation of several tyrosine residues in the C-terminal domain of EGFR occurs to elicit downstream activation and signaling by several other proteins that associate with the phosphorylated tyrosines through their own phosphotyrosine-binding SH2 domains.
چکیده
1- مقدمه
2. مواد و روش ها
2.1. شبیه سازی دینامیک مولکولی
2.2. محاسبه انرژی آزاد اتصال
2.3- پویش محاسباتی آلانین
2.4- تست اتصال
3- نتایج و بحث
ABSTRACT
1. Introduction
2. Materials and methods
2.1. Molecular dynamics simulation
2.2. Binding free energy calculation
2.3. Computational alanine scanning
2.4. Binding assay
3. Results and discussion
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه