نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• الناز چیت ساززاده ¹
• فرزانه محمدی فارسانی ²
• محمد رضا گنجعلی خانی ³

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

² گروه زیست‌شناسی، موسسه آموزش عالی نقش جهان، اصفهان، ایران

³ هیات علمی دانشگاه اصفهان

چکیده

پپتیدهای فعال زیستی مولکول‌هایی هستند که به طور طبیعی در ساختار پروتئین‌های غذایی وجود داشته و برای داشتن فعالیت زیستی باید توسط فرایند پروتئولیز آزاد و سپس از سیستم گوارشی جذب شده تا در مسیر مورد نظر تاثیر بگذارند. بررسی‌ها نشان داده است که این پپتیدها نقش گسترده‌ای در درمان بیماری‌ها از جمله سرطان دارند. استفاده از پپتیدها به‌عنوان داروهای ضدسرطان جایگزین بهتری برای درمان است چرا که به‌طور اختصاصی سلول‌های سرطانی را هدف قرار می‌دهند و اثر سمی کمتری برای بافت‌های طبیعی دارند. هدف از انجام این پژوهش شناسایی پپتیدهای فعال زیستی شیر و معرفی پپتیدهای درمانی جدید و بالقوه جهت درمان سرطان بر مبنای این منبع عظیم از پروتئین‌ها و پپتیدها است. با این هدف، ابتدا محتوای پروتئینی شیر، شامل 7 پروتئین مورد شناسایی قرار گرفت و پپتیدهای فعال زیستی از این منبع استخراج شد. ساختار سه بعدی پپتیدها پیش‌بینی و کتابخانه‌ای شامل 118 پپتید ساخته شد. سپس 9 گیرنده پروتئین اصلی که اهداف درمان سرطان می‌باشند شناسایی شده و برهمکنش پپتیدهای استخراج شده آن‌ها بوسیله روش‌های داکینگ و غربالگری مجازی مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت، ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی پپتیدهای بالقوه درمان تجزیه و تحلیل شد. نتایج این پژوهش، منجر به شناسایی ۱۰ پپتید بالقوه درمانی استخراج شده از شیر گردید که نسبت به مهارکننده‌های شناخته شده و پرکاربرد، قدرت بیشتری در توقف عملکرد پروتئین‌های BCL2 و GSTA به عنوان اهداف درمانی سرطان دارند. دو پروتئین‌ مذکور، نقش بسیار مهمی در گریز سلول‌های سرطانی از آپوپتوز، مقاومت دارویی به داروهای مبتنی بر پلاتین و سرطان‌زایی شیمیایی دارند.

کلیدواژه‌ها

• پپتیدهای فعال زیستی
• سرطان
• آپوپتوز
• داکینگ مولکولی
• غربالگری مجازی

موضوعات

• بیوانفورماتیک

عنوان مقاله [English]

In silico extraction and screening of apoptosis-activating peptides from milk with the aim of optimizing cancer treatment

نویسندگان [English]

• Elnaz Chitsazzadeh ¹
• Farzaneh Mohamadi Farsani ²
• Mohamad Reza Ganjalikhany ³

¹ Department of Cell and Molecular Biology, Faculty of Biological Science and Technology, University of Isfahan, Isfahan, Iran

² Department of Biology, Naghshejahan Higher Education Institute, Isfahan, Iran

³ Department of Cell and Molecular Biology & Microbiology, Faculty of Biological Science and Technology, University of Isfahan

چکیده [English]

Bioactive peptides are a group of biological molecules that are naturally present in the structure of proteins and to have biological activity, they must first be released by the proteolysis process. Studies have shown that these peptides have a wide role in the treatment of human diseases, including cancer. Using peptides as anti-cancer drugs is a better alternative for treatment because they specifically target cancer cells and have fewer toxic effects on normal tissues. The aim of this research is to identify the bioactive peptides of milk and to introduce new and potential therapeutic peptides for cancer treatment based on this huge source of proteins and peptides. With this aim, first the protein content of milk (including 7 proteins) was identified and bioactive peptides were extracted from this source. The three-dimensional structure of the peptides was predicted and the library (including 118 peptides) was constructed. Then, 9 main proteins targeted for cancer treatment were identified and their interaction with peptides extracted by docking and virtual screening methods was investigated. Finally, the physicochemical properties of the potential therapeutic peptides were analyzed. The results of research led to the identification of 10 potential therapeutic peptides extracted from milk, which have more power in stopping the function of BCL2 and GSTA proteins as cancer therapeutic targets compared to well-known and widely used inhibitors. The two mentioned proteins play a very important role in the escape of cancer cells from apoptosis, drug resistance to platinum-based drugs, and chemical carcinogenesis.

کلیدواژه‌ها [English]

• Bioactive peptides
• Cancer
• Apoptosis
• Molecular docking
• Virtual screening