بررسي تاثير pH بر جهش در ژن P53 با استفاده از روش هاي محاسباتي و مدل سازي

Assessment of pH effect on mutation and perturbation of P53 gene by computational and modeling methods

سابقه و هدف: ژن سركوبگر تومور P53 كه به عنوان "محافظ ژنوم " شناخته مي شود، در بيشتر از نيمي از تمام انواع سرطان-هاي انساني جهش يافته است. پروتيين P53 يك عامل رونويسي است كه وظيفه آن كنترل رونويسي از ژن هاي مسيول آپپتوز و توقف چرخه سلولي است. هم چنين پروتيين P53 مي تواند رونويسي از ژن هايي كه در پيشرفت چرخه سلولي نقش دارند جلوگيري نمايد. بنابراين بديهي است كه از دست دادن فعاليت اين ژن با فراواني بالا در انواع مختلفي از سرطان ها مشاهده شده است. مشاهدات تجربي هم زماني بين افزايش اسيديته و نيز جهش در كدون هاي خاص ژن P53 (به طور خاص كدون 248) را نشان داده اند. اين امر مي تواند تا حدود زيادي ناشي از پروتونه شدن اين توالي سه نوكليوتيدي باشد. جهش در اين كدون خاص باعث جايگزيني اسيد آمينه مي گردد كه نتيجه آن ايجاد پروتييني با خاصيت انكوژني مي باشد. در اين مطالعه تاثير pH اسيدي را بر پايداري كدون 248 در ژن P53 بررسي گرديد. مواد و روش ها: در اين مطالعه از روش مكانيك مولكولي براي پاسخ پرسش اين مطالعه استفاده شد. در اين مطالعه از نرم-افزار HYPERCHEM استفاده شد. هم چنين به منظور دست يافتن به بهترين پيش بيني از ميدان هاي نيروي AMBER، BIO+، MM+ و OPLS استفاده گرديد. يافته ها: نتايج به دست آمده در ميدان هاي نيروي مختلف همگي نشان دادند كه در pHاسيدي سطح انرژي توالي مورد بررسي به ميزان زيادي بالاتر از شرايط فيزيولوژيك مي باشد. نتيجه گيري: نتايج اين مطالعه پاسخ قابل ملاحظه اي را درباره هدف مطرح شده ارايه نمود و نشان داد كهpH اسيدي مي تواند به لحاظ تيوريك ناپايداري مولكول را نسبت به pH فيزيولوژيك افزايش دهد.

Aim and Background: P53 tumor suppressor gene, also known as “genome guardian” is mutated in more than half of all kinds of cancers. P53 protein acts as a tetramer and is a transcription factor, controlling the transcription of genes that are necessary for apoptosis or cell proliferation arrest. Also it inhibits the transcription of genes that are responsible for cell growth. Experimental researches revealed that acidic pH raised the rate of cancer and mutation in 248CGG codon of P53 gene. This may be due to protonation of this three-nucleotide codon. Mutation in this codon changes the encoding amino acid and subsequently produces a protein, which has oncogenic features instead of tumor suppressor characteristics of original p53 protein. In current study, we perform an investigation on the impact of protonation on stability of codon 248CGG in this gene. Materials and Methods: Molecular mechanic methods used in this study to calculate energy levels. HYPERCHEM software used in AMBER, BIO+, MM+ and OPLS. Results: Obtained results from different force fields all suggest that acidic condition can increase molecular instability in given sequence in comparison with physiological pH. Conclusion: Our results suggested a reliable answer about the effect of protonation on mentioned codon and its stability. From theoretical point of view, acidity can increase the instability of this specific codon. Along with the experimental investigations, our results can, to some extent, elaborate the mutagenesis of acidic pH