مطالعه بر همكنش غشاي فسفوليپيدي با داروي 5-FU با استفاده از شبيه‌سازي ديناميك مولكولي

Studying the interaction of phospholipid membrane with 5-FU drug using molecular dynamics simulation

بسياري از داروها براي رسيدن به منطقه اثر خود بايد از يك يا چند غشا سلولي عبور كنند. طي چند دهه گذشته به علت افزايش روش‌هاي جديد دارويي و همچنين رشد روزافزون صنايع بايوتكنولوژي سيستم‌هاي دارورساني تحولي اساسي پيدا كرده‌اند. برهمكنش‌هايي كه دارو و غشا سلولي با يكديگر برقرار مي‌كنند و اثراتي كه بر روي عملكرد غشا ايجاد مي‌كنند از اهميت بالايي برخوردار است. 5-FU، يكي از داروهايي است كه به طور گسترده در درمان سرطان انواع مختلفي از جمله سرطان روده بزرگ، معده، سينه و پوست تجويز مي‌شود. شبيه‌سازي ديناميك مولكولي ابزاري براي بررسي و فهم سيستم‌هاي زيستي مي‌باشد و در بسياري از موارد به عنوان يك مكمل نسبت به روش‌هاي آزمايشگاهي عمل مي‌كند. در موارد ديگر نيز به عنوان يك ابزار براي مطالعه و فهم سيستم‌هاي پيچيده كه اندازه‌گيري آن‌ها از طريق آزمايش بسيار پر هزينه، مشكل و يا دانش فعلي نيز غير ممكن مي‌باشد، عمل مي‌كند. به دليل افزايش روزافزون سرطان و توليد داروي جديد درمان آن، در اين تحقيق به بررسي برهمكنش داروي ضدسرطان 5-FU بر روي غشاي سلولي DPPC با استفاده از شبيه‌سازي ديناميك مولكولي پرداخته شده است. اين شبيه‌سازي با استفاده از كنترل كننده‌هاي دما و فشار مانند شرايط آزمايشگاهي در دماي 298 كلوين و فشار 1 بار در مدت 20 نانوثانيه انجام شده است. از آناليزهاي انجام شده مي‌توان به پارامتر نظم غشا، تابع توزيع شعاعي و ميانگين مربعات جابجايي اشاره كرد. از نتايج به دست آمده مي‌توان به مساحت هر ليپيد اشاره كرد كه عددي در حدود 0.557 (nm2) نتيجه شد كه با گذشت زمان در حال كاهش است و اين بدان معنا است كه روند كاهشي مساحت اشغال شده توسط ليپيدها در غشا را داريم كه منجر به كاهش ضريب نفوذ مولكول‌هاي خارجي به داخل غشا مي‌شود. همچنين MSD و RDF به ترتيب، ميانگين مربعات جابجايي مولكول‌هاي مختلف، مقدار تشكيل تجمع دارويي و ميانگين توزيع مولكول‌هاي دارو نسبت به غشا را براي ما مشخص مي‌كند.

Many drugs must pass through one or more cell membranes to reach their site of action. The interacting that happens between the drug and the cell membrane and the affecting that it creates on membrane function is very importatant. One of the drugs which specifically prescribed in the treatment of various types of cancer, including colon, stomach, breast and skin cancer is 5-FU. Molecular dynamics simulation is a tool to investigating and understanding the biological systems. this research has investigated the interaction of anticancer drug 5-FU on DPPC cell membrane by using molecular dynamics simulation. Among the analysises that are carried out, we can mention the order parameter of  membrane and the use of radial distribution function and the average of displacement squares.