Identification of RNA-binding sites in artemin based on docking energy landscapes and molecular dynamics simulation

سوالات زيادي در مورد نحوه عملكرد پروتيين آرتمين كه يكي از فراوان ترين پروتيين هاي استرسي موجود در آرتميا مي باشد, وجود دارد. گزارشات موجود يك نقش حفاظتي RNA را بر اساس تمايل بالاي آرتمين براي اتصال به RNA در دماهاي بالا و شرايط آزمايشگاهي براي اين پروتيين پيشنهاد مي كنند. در تحقيق حاضر با بهره گيري از مطالعات الگوي انرژي ميانكنش ها و شبيه سازي ديناميك مولكولي به بررسي امكان حضور سايت هاي متصل شونده بهRNA در آرتمين و خصوصيات ساختاري آن سايت ها پرداخته شد. آناليزهاي مربوط به الگوي انرژي ميانكنش ها وجود برخي نواحي با پتانسيل اتصال به RNA را در آرتمين آشكار نمود. از لحاظ نوع ميانكنش هاي بين مولكولي, سايت هاي متصل شونده به RNA در آرتمين شباهت هاي قابل قبولي را با سايت هاي متصل شونده به RNA در گروهي ويژه از پروتيين هاي متصل شونده بهRNA بنام PUF نشان مي دهد. بعلاوه, بررسي هاي مربوط به شبيه سازي ديناميك مولكولي نشان دادند كه اولا, در حضور مولكول RNA و ميانكنش آن با آرتمين كاهش شديدي در محتواي ساختارهاي دوم آرتمين ايجاد مي شود و ثانيا, سايت هاي متصل شونده به RNA در نواحي از ساختار آرتمين قرار دارند كه داراي انعطاف پذيري كمي مي باشد. در انتها اينگونه به نظر مي رسد كه سايت هاي متصل شونده به گونه اي در ساختار آرتمين توزيع شده اند كه مولكول RNA را به سمت فضاي درون پروتيين هدايت مي كنند و اين خود مي تواند به پيشنهادات قبلي مبني بر نقش آرتمين در حمايت از RNA ها قوت بخشد.

There are questions concerning the functions of artemin, an abundant stress protein found in Artemia during embryo development. It has been reported that artemin binds RNA at high temperatures in vitro, suggesting an RNA protective role. In this study, we investigated the possibility of the presence of RNA-binding sites and their structural properties in artemin, using docking energy landscapes and molecular dynamics simulation. Analysis of docking energy landscapes revealed sites in artemin with the potential of binding RNAs. We found a good agreement between RNA-binding sites of artemin and RNA-interacting sites of a specific group of RNA-binding proteins called PUF, as regards to the type of their interactions with RNA molecules. Furthermore, the results from molecular dynamics simulation showed that firstly, the presence of RNA molecule and its interaction with artemin cause significant decrease in the secondary structure content of artemin; secondly, RNA-binding sites are mostly located in the low flexible regions. Finally, it seems that these binding sites are distributed in such a way that leads RNA molecule into the interior of the protein, strengthening the previous suggestion for RNA-protecting role of artemin.