%53تخفیف

طراحی و سنتز یک واریانت پایدارتر پپتید ضد سرطان مشتق شده از ناحیه انتهای کربوکسیل پروتئین مسد

تعداد 123صفحه در فایل word

چکیده

مسیر­های پیام­رسانی مهمترین بخش ارتباط درون سلولی و بین سلولی هستند و وقتی به شکل نا­ به ­جا در بسیاری از بیماری­های انسانی فعال می­شود. فهم مبنای این تنظیم نامناسب برای تکوین و تکامل دارو اهمیت دارد. در سرطان سینه منفی سه گانه که زیرگونه­ای مهاجم است  مسیر WNT-بتاکاتنین به خاطر بیان بیش از حد کمک-گیرنده LRP6 فعال می­شود. یافته­ها، بیانگر نقشی مهم برای مسیر WNT در تکوین و پیشرفت سرطان پروستات است. مسد، یک چاپرون اختصاصی برای تا­خوردگی مناسب دومین­های BP کمک-گیرنده LRP6 است یک مهار­کننده عمومی مسیر است انتهای کربوکسیل این پروتئین (191-155)، اثر سمی روی سلول­های HS578T و PC-3 دارد اما تاثیر آن از پروتئین کامل پایین­تر است. این وضعیت به پایداری کمتر پپتید نسبت به پروتئین کامل نسبت داده شده است. در این تحقیق، واریته جدید از پپتید با توانایی اتصال به یون کلسیم با هدف کارایی و پایداری بیشتر طراحی شد. از روش­های مدل­سازی و شبیه سازی دینامیک مولکولی و میان­کنش بین مولکولی جهت طراحی استفاده شد. آنالیز داده­های شبیه­سازی نشان می­دهد با وجود الگوی انعطاف­پذیری یکسان، پایداری ساختاری پپتید طراحی شده از پپتید طبیعی بیشتر است. نتایج شبیه­سازی میان­کنش بین مسد کامل،  واریته جدید پپتید و همچنین پپتید طبیعی با دومین­های عملکردی LRP6 (BP1 و BP2) نشان می­دهد الگوی اتصال در هر سه مشابه است. داده­های اسپکتروسکوپی، ایجاد تغییرات ساختاری را در پپتید طراحی شده تحت تاثیر یون کلسیم تایید می­کند. سنجش سلولی پپتید­ها روی سلول­های HS578T، MDA-MB231 و PC-3  نشان داد پپتید طراحی­شده کارایی بیشتری برای مهار رشد سلول ها دارا است. نتایج آزمایش مهاجرت، مدارک مشابهی در تایید ادعای مطرح شده ارائه می­دهد. مطالعات محاسباتی بیشتری برای یافت مکانیسم فعال­سازی و مهار کمک-گیرنده  LRP6 نیاز است تا بتوان واریته­هایی از پپتید با کارایی و پایداری بیشتری طراحی کرد.

واژه­های کلیدی: سرطان پستان، سرطان پروستات مسیر WNT، شبیه سازی دینامیک مولکولی، مسد، LRP6

 

فهرست مطالب                                                                                                                       

عنوان                                                                                                                          صفحه

فهرست جدول­ها                                                                                                         و

فهرست شکل­ها                                                                                                           ز

  • فصل اول: مقدمه 1

1-1-          سرطان و مسیر­های انتقال پیام                                                                                   1

1-2-     درمان هدف­گیری شده سرطان                                                                                   3

1-2-1-     روش­های رایج درمان هدف­گیری­شده سرطان                                                               4

1-2-1-1-          استفاده از آنتی­بادی­های مونوکلونال                                                                 5

1-2-1-1-1-           محدودیت­های استفاده از آنتی­بادی­های مونوکلونال                                           6

1-2-2-    پپتیدها و مسیر­های انتقال پیام                                                                                6

1-2-2-1-          روش­های کلی جهت استفاده از پپتید­ها برای درمان هدف­گیری شده سرطان                7

1-2-2-2-          مزیت استفاده از پپتید­های درمانی                                                                   8

1-2-2-3-          محدودیت­های استفاده از پپتید­ها برای درمان هدف­گیری شده سرطان                       8

1-2-2-4-          روش­های معمول جهت افزایش پایداری پپتیدها                                                   10

1-3-     سرطان پستان                                                                                                       11

1-3-1-     زیر-گونه­های سرطان پستان                                                                                   11

1-3-1-1-          سرطان پستان منفی سه­گانه (TNBC) و سرطان پستان شبه پایه (BCLC)                  12

1-4-      سرطان پروستات                                                                                                   13

1-4-1-     هورمون ها و عوامل رشد درگیر در سرطان پروستات                                                      13

1-4-1-1-          آندروژن                                                                                                  13

 1-5-     پیش زمینه مسیر انتقال پیام            WNT                                                                             15

1-5-1-     تاریخچه مسیر                                                                                                    15

1-5-2-     تعریف کلی                                                                                                       16

1-5-2-1            لیگاندهای WNT                                                                                       16

1-5-2-2-          گیرنده­های WNT                                                                                       17

1-5-2-2-1-          گیرنده­های فریزلد(FZ)                                                                             17

1-5-2-2-2-          کمک-گیرنده LRP5/6                                                                             18

1-5-2-2-3-          گیرنده کرمن                                                                                         21

1-5-2-2-4-          کمک گیرنده ارفان شبه تیروزین کیناز2 (ROR2)                                            21

1-5-2-2-5-          کمک-گیرنده RYK                                                                                 21

1-5-3-     انواع مسیر WNT                                                                                                 22

1-5-3-1-          مسیر متعارف  (مسیر WNT / بتا-کاتنین                                                           22

1-5-3-2-          مسیر قطبیت صفحه ای (PCP) و مسیر وابسته به کلسیم                                        25

1-5-4-     کنترل مسیر پیام­رسانی WNT                                                                                 25

1-5-4-1-          پروتئین مهارکننده ترشحی مرتبط با فریزلد (SFRP)                                            26

1-5-4-2-          مهار­کننده دیکوف (DKK)                                                                            27

1-5-5-     مسیر پیام رسانی WNT در سرطان                                                                           27

1-5-5-1-          فعالیت مسیر WNT در سرطان پستان                                                              29

1-5-5-2-          مسیر WNT و سرطان پروستات                                                                      30

1-5-6-     پروتئین مسد به‌عنوان یک چاپرون                                                                           32

1-5-7-     پروتئین مسد به‌عنوان یک مهارکننده                                                                                    32

  • فصل دوم: مواد و روش ها                                                                                     35

2-1-     مطالعات تئوری                                                                                                     35

2-1-1-    مدل‌سازی مولکولی                                                                                              35

2-1-1-1-          انتخاب بهترین مدل ساخته‌شده                                                                     35

2-1-2-    شبیه‌سازی دینامیک مولکولی                                                                                 36

2-1-2-1-          روش محاسبه:                                                                                           37

2-1-2-2-          شرایط محاسبه:                                                                                        37

2-1-2-3-          تحلیل اطلاعات حاصل از شبیه سازی                                                               38

2-1-2-3-1-          بررسی پایداری ساختاری پپتید­­ها طی زمان در شبیه­سازی                                   38

2-1-2-3-2-          بررسی حرکت­های درون‌مولکولی و نوسانات ساختاری                                         39

2-1-2-3-3-          بررسی فشردگی ساختار                                                                            39

2-1-3-    شبیه‌سازی داکینگ مولکولی                                                                                   40

2-1-3-1-          آنالیز نتایج حاصل از شبیه‌سازی داکینگ                                                           41

2-1-4-    انجام شبیه‌سازی دینامیک مولکولی بهترین کمپلکس­ها                                                  41

2-1-4-1-          آنالیز داده‌های حاصل از شبیه‌سازی بهترین کمپلکس‌ها                                          42

2-1-4-2-          محاسبه انرژی آزاد اتصال برای کمپلکس‌های دارای بهترین میان­کنش                         42

2-1-4-3-          مطالعه تغییر حرکت بین دومینی                                                                    43

2-2-     مطالعات آزمایشگاهی                                                                                              43

2-2-1-    مطالعات طیف‌سنجی                                                                                           43

2-2-1-1-          مطالعه ساختار دوم نمونه ها با استفاده از تکنیک دو رنگ نمایی دورانی ناحیه دور         44

2-2-1-2-          مطالعات FT-IR                                                                                        45

2-2-2-     مطالعه فعالیت پپتیدها در شرایط آزمایشگاهی                                                             45

2-2-2-1-          طرز تهیه محیط کشت RPMI-1640 برای رده سلولی سرطان پروستات PC-3 و

                        MDA-MB-231                                                                                        46

2-2-2-2-          طرز تهیه محلول PBS 1X                                                                            47

2-2-2-3-          کشت سلول­های سرطان پستان رده HS758T ، سلول­های سرطان پستان

رده MDA-MB231 و سلول­های سرطان پروستات رده PC-3                                   47

2-2-2-4-          انجماد  سلول‌های سرطانی                                                                             48

2-2-2-5-          ذوب نمودن سلول                                                                                       49

2-2-2-6-          حل نمودن پپتید در بافر جهت تیمار سلول­ها                                                     49

2-2-2-7-          نحوه تیمار                                                                                               50

2-2-2-8-          شمارش سلولی                                                                                         50

2-2-2-9-          تهیه محلول تریپان بلو                                                                                 50

2-2-2-9-1-          شرح جزئیات شمارش سلول                                                                        51

2-2-2-10-        آزمون سمیت با سنجش MTT                                                                       51

2-2-2-11-        آزمون ترمیم خراش زخم ( آزمون مهاجرت)                                                        52

2-2-3-    آزمایش­های سلولی انجام شده در این مطالعه                                                               52

2-2-3-1-          آزمایش اول: سنجش سلولی همراه تعویض محیط در مدت 4 روز                              52

2-2-3-2-          آزمایش دوم: سنجش سلولی بدون تعویض محیط در 4 روز                                                 53

2-2-3-3-          آزمایش سوم: تست ترمیم زخم                                                                       53

2-2-4-    آنالیز آماری                                                                                                       53

  • فصل سوم: نتایج 54

3-1-     طراحی پپتید                                                                                                       54

3-1-1-     مقایسه ساختاری پپتید طبیعی و پپتید طراحی شده                                                     56

3-1-2-    نتایج حاصل از شبیه سازی دینامیک مولکولی پپتید طبیعی و پپتید طراحی شده همراه

   کلسیم و پپتید طراحی شده بدون کلسیم                                                                   57

3-1-3-      بررسی ساختار دوم پپتید­ها بعد از شبیه سازی                                                                        58

3-2-     انجام فرایند داکینگ مولکولی                                                                                    63

3-3-     شبیه سازی دینامیک مولکولی بر روی کمپلکس­های پپتید-گیرنده  انتخاب شده                                   63

3-3-1-      آنالیز داده های حاصل از شبیه سازی بر روی کمپلکس­های انتخاب شده                              63

3-3-2-     مقایسه کمپلکس­های شبیه سازی داکینگ مولکولی قبل و بعد از شبیه سازی                                    65

3-3-3-      بررسی تغییرات بین دومینی                                                                                  68

3-4-     نتایج آزمایشگاهی                                                                                                 72

3-4-1-      سنتز پپتید طبیعی و پپتید طراحی شده                                                                   73

3-4-2-      مطالعات طیف سنجی پپتید­ها                                                                               74

3-5-     نتایج حاصل از سنجش سلولی                                                                                   76

3-5-1-      نتایج حاصل از سنجش سلولی بدون تعویض محیط در 4 روز                                           76

3-5-2-      نتایج حاصل از سنجش سلولی بدون تعویض محیط در 4 روز                                           77

3-5-3-      نتایج حاصل از تست ترمیم زخم (مهاجرت)                                                                78

  • فصل چهارم: بحث و نتیجه گیری 80

4-1-      اهمیت طراحی مهار کننده برای مسیر پیام رسانی WNT                                               80

4-2-      طراحی پپتید                                                                                                  82

4-3-      تفسیر نتایج حاصل از شبیه سازی دینامیک مولکولی                                                   83

4-4-      تفسیر مطالعات شبیه­سازی میانکنش بین مولکولی                                                      84

4-5-      تفسیر داده‌های اسپکتروسکوپی                                                                              87

4-6-      تفسیر داده‌های حاصل از سنجش سلولی                                                                  88

4-6-1-       تفسیر داده­های حاصل از آزمون 4 روزه بدون تعویض محیط                                      88

4-6-2-       اثر کاهش رقت پپتید بر سلول­های تیمار شده                                                       89

4-6-3-       تفسیر آزمون مهاجرت                                                                                                89

4-7-     نتایج کلی به دست آمده در این پژوهش                                                                   90

4-8-     پیشنهادات                                                                                                       90

منابع                                                                                                          91

واژه نامه فارسی-انگلیسی

واژه نامه انگلیسی-فارسی

 

 

 

فهرست جدول­ها                                                                                                        

جدول                                                                                                                          صفحه

2-1       فهرست شبیه‌سازی‌های انجام‌شده در این پروژه                                                                36

3-1       مقدار تابع شیئی مدل­های ساخته‌شده                                                                           56

3-2       فهرست داک­های انجام‌شده در این مطالعه                                                                    61

3-3       انرژی اتصال لیگاند به گیرنده و انرژی میان کنش گیرنده با آب دومین عملکردی اول کمک-گیرنده

 LRP6 با لیگاند­های پروتئین مسد کامل، پپتید طبیعی و پپتید طراحی‌شده کلسیم‌دار.               62

3-4       انرژی اتصال لیگاند به گیرنده و انرژی میان کنش گیرنده با آب دومین عملکردی دوم کمک-گیرنده

 LRP6 با لیگاند­ های پروتئین مسد کامل، پپتید طبیعی و پپتید طراحی‌شده کلسیم‌دار               62

3-5       مقایسه اختلاف انرژی پپتید طبیعی و پپتید طراحی‌شده کلسیم‌دار قبل و بعد 5 نانوثانیه

شبیه‌سازی محاسبه‌شده برای ساختار میانگین                                                                 67

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست شکل­ها                                                                                  

شکل                                                                                                                            صفحه

۱-۱       مروری بر تغییرات سلولی که باعث ایجاد سرطان می‌شوند.                                                 2

1-2         مسیر پیام­رسانی WNT/بتا-کاتنین                                                                              24

2-1         خلاصه‌ای از نحوه مدل­سازی پپتید جدید.                                                                      35

3-1       استفاده از لوپ کالمودولین جهت طراحی یک واریته پایدارتر از پپتید مسد                             55

3-2       شکل تطبیق یافته بر اساس ساختار دوم از ساختار پپتید طبیعی و پپتید طراحی‌شده                 56

3-3         نمودار تغییرات RMSD و RG در طی زمان برای پپتید طبیعی، طراحی‌شده کلسیم‌دار و طراحی

‌            شده بدون  کلسیم                                                                                                  57

3-4       محتوای ساختار دوم پپتید­های شبیه‌سازی‌شده در مقایسه با ساختار ناحیه کربوکسیل در انتهای

پروتئین مسد                                                                                                        58

3-5       بررسی محتوای ساختار دوم حاصل از فایل مسیر شبیه­سازی هر پپتید                                   59

3-6       تغییرات RMSF در طی زمان                                                                                    60

3-7       نمودار تغییرات RMSD و RG پپتید طبیعی و پپتید طراحی‌شده در میان کنش با دومین­های

عملکردی LRP6.                                                                                                   64

3-8       نمودار تغییرات RMSF کمک-گیرنده LRP6 در میان کنش با پپتید طبیعی و پپتید طراحی‌شده    64

3-9       مقایسه کمپلکس‌ها قبل و بعد از ورود به شبیه‌سازی                                                          65

3-10     اسید­های آمینه مهم درگیر در میان کنش با LRP6                                                           66

3-11     بررسی تغییرات در طی شبیه‌سازی در محل لولای اتصال دومین BP1 به دومین BP2 در اولین

 دومین عملکردی LRP6 هنگام اتصال به پپتید طبیعی یا پپتید طراحی‌شده کلسیم‌دار                68

3-12     بررسی تغییرات در طی شبیه‌سازی در محل لولای اتصال دومین BP3 به دومین BP4 در اولین

دومین عملکردی LRP6 هنگام اتصال به پپتید طبیعی یا پپتید طراحی‌شده کلسیم‌دار                 69

3-13     بررسی تغییرات بین دمینی. شکل A تغییرات دومین BP1 را نسبت به BP2 در محل دهانه

 در ساختار میانگین هنگام اتصال به پپتید طبیعی و پپتید طراحی‌شده نشان می­دهند                70

3-14     بررسی تغییرات در طی شبیه‌سازی در محل لولای اتصال دومین BP1 نسبت به دومین BP2 در

             اولین دومین عملکردی LRP6 هنگام اتصال پپتید طراحی‌شده کلسیم‌دار                                71

3-15     تفسیر تغییرات شعاع ژیراسیون در مورد کمپلکس پپتید طراحی‌شده با دومین عملکردی BP12

ساختار میانگین 5 نانوثانیه شبیه‌سازی در مقایسه با ساختار مرجع                                        71

3-16     بررسی تغییرات ناشی از اتصال لیگاند در موقعیت دومین BP3 نسبت به دومین BP4 در

            دومین دومین عملکردی LRP6. هنگام اتصال مهارکننده DKK1                                           72

3-17     طیف HPLC برای پپتید طبیعی (A) و پپتید طراحی‌شده (B). پیک شارپ در طیف نشان‌دهنده

            خلوص بالای پپتید است                                                                                          73

3-18     طیف اسپکتروسکوپی جرمی برای پپتید طبیعی (A) و طراحی‌شده (B). پیک شارپ در طیف

            نشان‌دهنده خلوص بالایی پپتید است                                                                           73

3-19     مقایسه پپتید طراحی‌شده کلسیم‌دار و پپتید طبیعی                                                         74

3-20     مقایسه پپتید طراحی‌شده کلسیم‌دار و خودش بعد از 24 ساعت نگه‌داری روی یخ                      75

3-21     مقایسه پپتید طبیعی و خودش بعد از 24 ساعت نگه‌داری روی یخ                                        75

3-22     بررسی تأثیر پپتید طبیعی و پپتید طراحی‌شده بر سلول‌های PC-3 (A) و MDA-MB-231 (B)    76

3-23     بررسی تأثیر پپتید طبیعی و پپتید طراحی‌شده بر سلول‌هایHS578-T(A) و PC-3(B)               77

3-24     بررسی تأثیر پپتید طبیعی و پپتید طراحی‌شده بر مهاجرت سلولی سلول­های رده MDA-MB-231  78

3-25     بررسی تأثیر پپتید طبیعی و پپتید طراحی‌شده بر مهاجرت سلولی سلول­های رده PC-3              79

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo