كليدواژه :
Schistocerca gregaria , مهاركننده هاي , پروتئازي ملخ , داكينگ مولكولي , مديريت آفت
چكيده فارسي :
ملخ صحرايي، Schistocerca gregaria Forsskål، به عنوان مخرب‌ترين آفت مهاجر به مناطق وسيعي از زمين‌هاي زراعي و مراتع در نقاط مختلف جهان خسارت وارد مي‌كند. به طور معمول، ملخ‌هاي صحرايي با استفاده از حشره‌كش‌هاي شيميايي كنترل مي‌شوند. با اين حال، به دليل اثرات جانبي حشره‌كش‌هاي رايج بر سلامت انسان، محيط زيست و ظهور حشرات مقاوم به حشره‌كش‌ها، توسعه برنامه‌هاي جايگزين مديريت آفت ضروري به نظر مي‌رسد. باتوجه به نقش كليدي گيرنده اكدايزون (EcR) در رشد و نمو حشرات، اين مطالعه با هدف استفاده از برنامه‌هاي محاسباتي در جهت كشف تركيباتي با ويژگي‌هاي آنتاگونيستي براي گيرنده اكدايزون ملخ صحرايي صورت پذيرفت. درك ويژگي‌هاي بيوشيميايي و ساختاري گيرنده اكدايزون جهت طراحي آنتاگونيستهاي اختصاصي مورد نياز است و بنابراين در اين مطالعه ابتدا خواص فيزيكوشيميايي، ساختارهاي ثانويه و توپولوژي گيرنده اكدايزون ملخ صحرايي با استفاده از برنامه‌هاي بيوانفورماتيكي مورد بررسي قرار گرفت. مدل‌هاي ساختاري سه بعدي گيرنده اكدايزون با استفاده از SWISS-MODEL پيش‌بيني شده و كيفيت مدل‌هاي حاصل با استفاده از برنامه‌هاي مختلف مورد ارزيابي قرار گرفت. مطالعات داكينگ مولكولي بين هشت مهاركننده پروتئازي مشتق شده از ملخ‌ها و مدل پيش‌بيني شده گيرنده اكدايزون نشان‌دهنده پتانسيل مطلوب آنتاگونيستي همه مهاركننده‌هاي مورد مطالعه در برابر گيرنده اكدايزون بود. با اين وجود، مهاركننده 1KJ0 در ميان‌كنش با گيرنده اكدايزون، مطلوب‌ترين امتياز داكينگ، انرژي پيوند، ثابت تفكيك، تعداد پيوندهاي هيدروژني و ارتباطات غيرپيوندي را از خود بروز داد كه حاكي از پتانسيل آنتاگونيستي بالاي 1KJ0 در مقابل گيرنده اكدايزون بود. نتايج حاصل از اين پژوهش، اهميت مطالعات محاسباتي را در شناسايي آنتاگونيستهاي جديد عليه پروتئين هدف را نشان مي‌دهد. با اين حال، تحقيقات in vitro و in vivo جهت اعتبار بخشيدن به تركيب معرفي شده مورد نياز است.
چكيده لاتين :
The desert locust, Schistocerca gregaria Forsskål, is the most destructive migratory pest, which continually damages large areas of cropland and pastures in various parts of the world. Chemical insecticides are currently being used to control desert locusts. However, due to the harmful effects of conventional insecticides on human health and the environment, as well as the emergence of insecticides-resistant insects, alternative pest management programs must be developed. Given the critical role of the ecdysone receptor (EcR) in insect development, this study aimed to use computational tools to identify compounds with antagonistic properties against the desert locust EcR. Understanding the biochemical and structural properties of EcR is required for designing target-specific inhibitors, so we first used several bioinformatics tools to investigate the physicochemical properties, secondary structures, and topology of EcR from S. gregaria. SWISS-MODEL was used to predict the three-dimensional structural models of EcR, and the reliability of the predicted model was validated by various programs. Molecular docking studies between eight locust-derived protease inhibitors and the predicted model of EcR revealed the antagonistic capacity of all the studied inhibitors against EcR. However, the inhibitor 1KJ0 had the best docking score, the lowest binding energy and dissociation constant, and the greatest number of hydrogen bonds and non-bonded contacts with EcR, indicating its strong antagonistic potency against EcR. Our findings highlight the importance of computational studies in identifying novel antagonists to a target protein. However, in vitro and in vivo investigations are further required to validate the potency of the introduced compound
