مطالعه مكانيزم مولكولي جدايش پيوند پي سلكتين/PSGL-1 تحت كشش با استفاده از روش ديناميك مولكولي

Investigation of the mechanism of dissociation of Pselectin/PSGL1 complex under stretching with molecular dynamics method

روش ديناميك مولكولي يك روش شبيه سازي كامپيوتري است كه با حل معادلات حركت كلاسيك به مطالعه حركت فيزيكي اتم ها و مولكول ها در يك سيستم N ذره اي مي پردازد. در اين تحقيق از روش مذكور جهت بررسي تغيير ساختاري يكي از پيوندهاي حياتي در بدن استفاده شده است. اين پيوند مابين گيرنده هاي موجود بر سطح سلولهاي ديواره عروقي (اندوتليال) به نام پي سلكتين و ليگاند هاي متناظر آنها (PSGL1) كه بر سطح لكوسيت (سلول سفيد خون) توزيع گشته اند، ايجاد مي شود. يكي از فاكتورهاي واسط در فرايند مهاجرت لكوسيت ها به سمت بافت عفوني، كه با غلتش اين سلول ها روي سلول هاي اندوتليال آغاز مي شود، تشكيل و شكست متوالي اين پيوند مي باشد. شناخت مكانيزم جدايش اين پيوند در بستر مولكولي در دريافت پاسخ هاي درماني اهميت دارد. بدين منظور جدايش اين پيوند تحت كشش به روش ديناميك مولكولي و با استفاده از كد نمد شبيه سازي و نتايج خروجي با استفاده از نرم افزار گرافيكي وي ام دي تحليل شد. نتايج حاكي از اين است كه يون كلسيم اهميت بالايي در بقاي پيوند دارد. همچنين با مطالعه مكانيزم شكست باقيمانده هاي مرزي، مشاهده مي شود كه پيوند هاي هيدروژني ما بين يون كلسيم و باقيمانده فوكوز از گروه قندي و همچنين پيوند هاي بين باقيمانده هاي تايروسين سولفاته شده و باقيمانده هاي مجاور آنها، داراي بيشترين ميزان انرژي ناپيوندي هستند. به همين علت با تأخير نسبت به بقيه پيوندها مي شكنند كه نشان از اهميت اين باقيمانده ها در پيوند مذكور دارد.

Molecular Dynamics (MD) method is a computer simulation for studying the physical movements of atoms and molecules of a Nbody system by solving classical equations of motion. Here, this method is used to investigate the structural changes of a vital molecular bond in the body. This bond is created by the interaction of Pselectin, expressed on activated endothelium, and its counterpart Pselectin glycoprotein ligand1 (PSGL1) which is expressed on leukocytes. Frequent association and dissociation of these bonds allow the leukocyte to roll on the endothelium layer which is a pivotal step in inflammatory responses. Understanding the mechanism underlying the dissociation process of this bond is helpful in pathological researches. Here this process is simulated with MD method using the program NAMD and Visual Molecular Dynamics (VMD). The results indicate that the hydrogen bonds between ion Ca2+ and residue fucose of glycan group of PSGL1 and also between sulfated tyrosine residues are the most effective bonds in binding.