نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• محبت انصاری ¹
• محسن شهلایی ²
• دانیال کهریزی ³
• طاهره ناصریه ⁴
• امین نوروزی ¹
• سجاد مرادی ¹

¹ مرکز تحقیقات دارورسانی نانو، پژوهشکده فناوری سلامت، دانشگاه علوم پزشکی کرمانشاه، کرمانشاه، ایران

² هیات علمی دانشگاه علوم پزشکی کرمانشاه

³ گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

⁴ گروه نانوبیوتکنولوژی، دانشکده فناوری های نوین، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

چکیده

جهش و اختلال در عملکرد پروتئین p53 یکی از مهم‌ترین عوامل دخیل در بسیاری از سرطان‌ها است و همین موضوع استفاده از فرم وحشی آن را به عنوان داروی ضد سرطان به صورت رسانش مستقیم پروتئین مورد توجه قرار داده است. بهینه‌سازی حامل‌های مناسب برای استفاده در فرمولاسیون و رسانش داروهای پروتئینی با صرف هزینه و زمان زیادی همراه است. کو‌پلیمر پلی لاکتیک-کو-گلایکولیک اسید به دلیل زیست‌سازگاری بالا یکی از پرکاربرد‌ترین پلیمرهای مورد استفاده در صنایع دارویی است. در این تحقیق با استفاده از روش محاسباتی شبیه‌سازی دینامیک مولکولی برهمکنش این پلیمر با پروتئین p53 به عنوان کاندیدای داروی ضد سرطان مورد بررسی قرار گرفت.

در ابتدا سه نوع کوپلیمر پلی لاکتیک-کو-گلایکولیک اسید با نسبت‌های مختلف لاکتیک و گلایکولیک اسید 1به 1، 2به 1 و 1 به 2 بهینه‌سازی و اطلاعات توپولوژی آنها بدست آمد. ساختار مولکولی پروتئین نیز از پایگاه داده RCSB تهیه شد. در نهایت شبیه‌سازی دینامیک مولکولی با استفاده از نرم‌افزار گرومکس در دمای 300کلوین و فشار 1بار به مدت 100 نانوثانیه انجام شد.

نتایج نشان دادند هر سه نوع کوپلیمر به خوبی قادر به برهمکنش با پروتئین هستند. با افزایش میزان گلایکولیک اسید انعطاف پذیری و توانایی برهمکنش پلیمر با پروتئین بیشتر شده است. از طرف دیگر پایداری ساختار دوم پروتئین در حالت استفاده از کوپلیمر با نسبت مولی مساوی از مونومرها بیشتر است. در نهایت نتایج بدست آمده در این تحقیق نشان می‌دهند که پلیمر پلی لاکتیک-کو-گلایکولیک اسید با نسبت‌های مساوی مونومرها می‌تواند به عنوان یک گزینه مناسب به منظور پایدارسازی فرمولاسیون‌های پروتئین p53 استفاده‌شود.

کلیدواژه‌ها

• سرطان
• برهمکنش پروتئین-پلیمر
• گرومکس
• نانو فرمولاسیون
• دارورسانی نانو

موضوعات

• بیولوژی سلولی

عنوان مقاله [English]

A molecular dynamics study on the molecular interactions between poly lactic-co-glycolic acid in different ratios of monomers and anticancer protein of p53

نویسندگان [English]

• mohabbat ansari ¹
• Mohsen Shahlaei ²
• Danial Kahrizi ³
• Tahereh Naseriyeh ⁴
• Amin Nowroozi ¹
• Sajad Moradi ¹

¹ Nano Drug Delivery Research Center, Health Technology Institute, Kermanshah University of medical sciences, , Iran

² Nano Drug Delivery Research Center, Health Technology Institute, Kermanshah University of medical sciences, Kermanshah, Iran

³ Agricultural Biotechnology Department, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

⁴ Nanobiotechnology Department, Faculty of Innovative Science and Technology, Razi University Kermanshah, Iran

چکیده [English]

As the mutated P53 protein is one of the most important factors in most cancers, direct application of its wild type into tumor sites is considered as potential cancer therapy. Optimizing a proper drug formulation for sensitive molecules is much time and cost consuming which urges developing other time and cost effective methods. The copolymer of poly Lactic-Co-Glycolic Acid is one of the most widely used polymer in the pharmaceutical industry due to its high biocompatibility and safe biodegradability. In this research, the interactions between p53 and different monomer rations types of this polymer were investigated using the computational methods of molecular dynamics.

The 3-D structure of polymers was designed with different monomers and their related topologies were prepared using the PRODRG server. Simulations were performed using GROMACS package for 100 nanoseconds at the temperature of 300K and pressure of 1bar.

The results indicated that all three existing copolymers are capable of interacting with the protein, but the quantity and quality of these interactions are different. By increasing the ratio of glycolic acid in the polymer, the flexibility and ability of doing interaction with the protein is enhanced. However the polymer with equal ratio of monomers was better able to maintain protein secondary structures and dynamic pattern.

Ultimately, this study recommends that a poly lactic-co-glycolic acid with equal ratios of monomers is more suitable for stabilization of p53 in its formulations.

کلیدواژه‌ها [English]

• Cancer
• Protein-polymer interaction
• Gromacs
• Nano formulation
• Nano drug delivery