نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• سیده شهربانو جعفری ¹
• رحمان امام زاده ¹
• محبوبه نظری ^{2، 3}
• سپیده جعفری ¹
• محمد رضا گنجعلی خانی ¹

¹ گروه زیست شناسی سلولی مولکولی و میکروبیولوژی، دانشکده علوم و فناوریهای زیستی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران

² مرکز تحقیقات غدد، انیستیتو غدد درون ریز و متابولیسم، دانشگاه علوم پزشکی ایران ، تهران، ایران

³ مرکز تحقیقات ریز فناوری زیستی، پژوهشکده ابن سینا، ACECR، تهران، ایران

چکیده

FSTL1 (فولیستاتین مانند1) گلیکوپروتئین خارج سلولی ترشحی است که عضوی از خانواده پروتئین‌های SPARC - Fst می‌باشد، گروهی که دارای یک دمین FK و یک جفت دمین EF-hand می‌باشند. FSTL1 در تنظیم بقا، تکثیر، تمایز، مهاجرت سلولی، توسعه اندام‌ و همین طور در کارسینوژنز و متاستاز نقش دارد. با وجود مطالعات گسترده در مورد FSTL1، اطلاعات ساختاری اندکی از این مولکول مهم زیستی در دسترس می‌باشد. پیش بینی حرکات ساختاری و دینامیکی پروتئین FSTL1 می‌تواند برای دستابی به درک بهتر اکثر فرآیندهای بیولوژیکی که این مولکول مهم در آن نقش دارد، امری مفید و موثر باشد. بنابراین در مطالعه حاضر، از شبیه‌سازی دینامیکی مولکولی به منظور بررسی انعطاف پذیری دمین FK پروتئین FSTL1 که برای عمکرد این پروتئین ضروری است استفاده شد.

نتایج شبیه سازی نشان داد که پروتئین فاقد پیوند دی سولفیدی مقدار RMSD بالاتری را از پروتئین طبیعی دارد. نمودار RMSF در پروتئین فاقد پیوند دی سولفیدی در محدود باقی‌مانده‌های 18-9، 31، 62-52، 72 و160-147، افزایش تغییرات ساختاری قابل توجهی را نشان داد. همچنین در پروتئین فاقد پیوند دی سولفیدی 52-36 شعاع ژیراسیون در زمان 1 تا 3 نانوثانیه بعد از شروع شبیه سازی بطور قابل توجهی افزایش یافت. این یافته‌ها بیان می‌کند که حذف پیوند دی سولفیدی 52-36 در دمین FK پروتئین FSTL1 باعث افزایش انعطاف‌پذیری پروتئین می‌شود. همچنین این یافته‌ها بیانگر این است که این پیوند می‌تواند یک ناحیه هدف بالقوه برای مطالعات جهش‌زایی هدفمند جهت افزایش انعطاف‌پذیری مولکول باشد.

کلیدواژه‌ها

• FSTL1
• پیوند دی سولفیدی
• شبیه سازی دینامیکی مولکولی
• انعطاف‌پذیری

موضوعات

• بیوانفورماتیک

عنوان مقاله [English]

Investigation of 36-32 disulfide bond in structural changes and flexibility of FK domain of FSTL1 protein: An in silico study

نویسندگان [English]

• s.shahrbanoo jafari ¹
• Rahman Emamzadeh ¹
• Mahboobeh Nazari ^{2 3}
• Sepideh Jafari ¹
• Mohamad Reza Ganjalikhany ¹

¹ Department of Cell and Molecular Biology & Microbiology, Faculty of Biological Science and Technology, University of Isfahan, Isfahan, I.R. of Iran

² Endocrine Research Center, Institute of Endocrinology and Metabolism, Iran University of Medical Sciences, Tehran, I.R. of Iran|Nanobiotechnology Research Center, Avicenna Research Institute, ACECR, Tehran, I.R. of Iran

³ Endocrine Research Center, Institute of Endocrinology and Metabolism, Iran University of Medical Sciences, Tehran, I.R. of Iran|Nanobiotechnology Research Center, Avicenna Research Institute, ACECR, Tehran, I.R. of Iran

چکیده [English]

FSTL1 (follistatin-like 1) is a secretory extracellular glycoprotein that is a member of the SPARC-Fst family of proteins, a group that has an FK domain and an EF-hand domain pair. FSTL1 is involved in regulating survival, proliferation, differentiation, cell migration, organ development, as well as carcinogenesis, and metastasis. Despite extensive studies on FSTL1, little structural information on this important biomolecule is available. Predicting the structural and dynamic movements of the FSTL1 protein can be useful and effective in gaining a better understanding of most of the biological processes in which this important molecule is involved. Therefore, in the present study, molecular dynamics simulation was used to evaluate the flexibility of the FK domain of FSTL1 protein, which is essential for the function of this protein. The simulation results indicate that the disulfide-free protein has a higher RMSD than the natural protein. The RMSF diagram showed a significant increase in structural changes in the disulfide-free protein in the range of residues 9-18, 31, 62-52, 72, and 160-147. Also, in protein without sulfide bond, 36-52, the radius of gyration was significantly increased at 1 to 3 nanoseconds after the start of the simulation. These findings indicate that deletion of the 36-32 disulfide bond in the FK domain of the FSTL1 protein increases the flexibility of the protein. These findings also suggest that this bond could be a potential target region for targeted mutagenicity studies to increase of flexibility of molecules.

کلیدواژه‌ها [English]

• FSTL1
• Disulfide bond
• Molecular dynamics simulation
• Flexibility