بررسي مقايسه اي جهش R213G در دومين اتصالي به DNA پروتئين P53 با استفاده از شبيه سازي ديناميك مولكولي

Comparative Investigation of R213G Mutation in DNA-Binding Domain of P53 Protein via Molecular Dynamics Simulation

P53 يك پروتئين سركوبگر تومور است و جهش هاي missense زيادي در ژن اين پروتئين شناسايي شده است. اين جهش ها در تعداد زيادي از سرطان ها مشاهده مي شوند. R213G يكي از اين موارد است كه در ايجاد سرطان هاي متاستاتيك ريوي نقش دارد. در اين پژوهش R213G در مقايسه با گونه وحشي با استفاده از شبيه سازي ديناميك مولكولي مورد مطالعه قرار گرفت. روش براي ساختار سه بعدي پروتئين P53 گونه وحشي، زنجيره A از ساختار كريستالوگرافي با pdb ايدي 1TSR استفاده شد. براي جهش R213G، باقيمانده 213 اين ساختار به گلايسين تغيير داده شد. شبيه سازي ديناميك مولكولي با استفاده از بسته نرم افزاري گرومكس 5-1-2، ميدان نيروي AMBER99SB و مدل آب TIP3P به مدت 15 نانوثانيه و به صورت دو بار تكرار انجام شد. آناليزهاي RMSD، RMSF، شعاع ژيراسيون و انرژي پتانسيل بر روي تراژكتوري هاي حاصل انجام شد. نتايج آناليز RMSF نشان داد جهش R213G باعث تغيير انعطاف پذيري در يازده باقيمانده از جمله R-248 مي شود. جالب است كه اين باقيمانده ها نزديك محل جهش نيستند؛ اما همه آن ها در قطعه 220-250 از اين دومين واقع شده اند و يا باقيمانده هاي همسايه اين قطعه هستند. نتايج شعاع ژيراسيون و انرژي پتانسيل كاهش پايداري پروتئين در اثر اين جهش را تاييد مي كند. نتيجه گيري: آناليز RMSF جهش R213G به همراه تغييرات پايداري و شعاع بيان مي كند كه اين جهش مي تواند بر روي برهمكنش P53 با ديگر درشت مولكول ها تاثير گسترده اي بگذارد.

P53 is a tumor suppressor protein with numerous missense mutations identified in its gene. These mutations are observed in a vast number of cancers. R213G is one of them which has a role in metastatic lung cancers. In this research, R213G was studied in comparison with the wild type via molecular dynamics simulation. Method For the three-dimensional structure of the wild-type P53 protein, chain A was used from crystallographic structure with PDB ID: 1TSR. For R213G mutation, residue 213 of this structure was changed to glycine. Molecular dynamics simulation was repeated twice for 15 ns using Gromacs 5.1.2 software package, AMBER99SB force field, and TIP3P as water model. RMSD, RMSF, radius of gyration, and potential energy analyses were performed on resulted trajectories. Results RMSF analysis showed that the R213G mutation changes the flexibility of 11 residues including R-248. These residues are not near the mutated position, but all of them are located on 220-250 fragment of this domain or are residues in the neighbor of this fragment. The radius of gyration and potential energy results confirmed a reduction in stability of this protein as a result of this mutation. Conclusion RMSF analysis of R213G mutation beside the changes in stability and radius indicated that this mutation could greatly affect the P53 interactions with other macromolecules.