بررسي تأثير هسپرتين بر ديناميك مولكولي فاكتورهاي پيش آپوپتوزي Bad ،Bak و Bim در محيط شبيه سازي شده

Molecular dynamics simulation study of the effect of hesperetin on pre-apoptotic factors of Bad, Bak, and Bim

مقدمه: بسياري از تركيبات مشتق شده از گياهان دارويي مانند آنتي اكسيدان ها و پلي فنل ها نقش بسزايي در پيشگيري و درمان انواع سرطان ها دارند. يكي از فرايندهاي مهار سرطان، فعال كردن مسير آپوپتوز است و ما قصد داريم در اين مطالعه، تأثير ديناميك مولكولي هسپرتين (Hesperetin) را بر روي فاكتورهاي پيش آپوپتوزي Bad ،Bak و Bim در محيط شبيه سازي شده بررسي نماييم. روش كار: اطلاعات مربوط به ساختار سه بعدي و فايل هاي (Bank Data Protein (PDB سه فاكتور آپوپتوزي Bad ، Bak و Bim را از پايگاه اطلاعاتي org.rcsb.www دريافت كرديم و با استفاده از نرم افزارهاي ,2.4.v AutoDock 2.9.1.v VMD و 4.5.4.v Gromacs فرايندهاي بهينه سازي، شبيه سازي، اتصال مولكولي و محاسبات ديناميك مولكولي را انجام داديم. نتايج: مولكول Bad در اتصال با هسپرتين بيشترين ميزان انرژي را آزاد مي كند در حالي كه تغييرات مربوط به شعاع چرخشي (Gyration of Radius) )پروتئين Bad بعد از اتصال هسپرتين كاهش ولي براي پروتئين هاي Bak و Bim افزايش يافت. بيشترين تغيير ساختار دوم پروتئين مربوط به افزايش ميزان ساختار Bent و كاهش ميزان ساختار Sheet-β در مولكول Bim بود. بحث و نتيجه گيري: هسپرتين با تأثير بر ديناميك مولكولي فاكتور هاي پيش آپوپتوزي Bad ،Bak و Bim ميتواند فعاليت آنها را تحت تأثير قرار دهد. هر چند كه به نظر مي رسد بيشترين تأثير را در فعال كردن مولكول Bad دارد و با ايجاد تغيير در ساختار دوم پروتئين Bim ميتواند منجر به فعال كردن اين پروتئين و القاء آپوپتوز شود

Background and Aim: Many compounds derived from medicinal plants, such as antioxidants and polyphenols have significant roles in prevention and treatment of various cancers. Activation of apoptosis related pathways is one of the mechanisms for inhibition of cancer progression. In this study, we investigated the effect of molecular dynamics simulation of hesperetin on the pre-apoptotic factors of Bad, Bak, and Bim. Material and Methods: In this study we collected data about 3 dimensional structure and Protein Data Bank (PDB) files of three apoptotic factors of Bad, Bak, and Bim from Protein Data Bank (http://www.rscb.org/pdb). Using VMD v1.9.2, AutoDock v.4.2, and Gromacs v.4.5.4 softwares, we started processes such as optimization, simulation, molecular docking and molecular dynamics calculations. Results: Binding of Bad molecule to hesperetin led to release of the highest amount of energy and reduced changes in the radius of gyration of Bad protein. But after binding of Bim and Bak proteins to hesperetin, changes in the radius of gyration, increased. The most frequent change in the secondary protein structure was related to increased amount of Bent structure and decreased amount of β-sheet structure in Bim molecule. Conclusion: Hesperetin can affect the activities of pre-apoptotic factors of Bad, Bak, and Bim by influencing their molecular dynamics. It seems that hesperetin has the highest effect on the activation of Bad molecule. Also, it can activate Bim protein and induce apoptosis via inducing alternations in the secondary structure of the protein.