Κατεύθυνση Μοριακή Βιοϊατρική - Μηχανισμοί Ασθενειών, Μοριακές και Κυτταρικές θεραπείες και Βιοκαινοτομία
Βιβλιοθήκη Επιστημών Υγείας

2024-09-30

2024

Λογιάδη Μαρία-Ελίζα

Ζωή Κούρνια, Ερευνήτρια Α', ΙΙΒΕΑΑ
Δέσποινα Σανούδου, Καθηγήτρια, Ιατρική Σχολή, EKΠΑ
Γεώργιος Παυλόπουλος, Ερευνητής Α', ΕΚΕΒΕ "Αλεξανδρος Φλέμινγκ"

Δομική και δυναμική μελέτη διμερών της ογκογόνου πρωτεΐνης K-Ras4BG12D με προσομοιώσεις Μοριακής Δυναμικής

Αγγλικά

Δομική και δυναμική μελέτη διμερών της ογκογόνου πρωτεΐνης K-Ras4BG12D με προσομοιώσεις Μοριακής Δυναμικής

Οι μεταλλάξεις του γονιδίου K-RAS, ιδιαίτερα η ενεργοποιητική μετάλλαξη G12D, διαδραματίζουν κεντρικό ρόλο στην παθογένεια επιθετικών καρκίνων. Οι τρέχουσες θεραπευτικές επιλογές για τις κακοήθειες με μετάλλαξη K-Ras είναι περιορισμένες, υπογραμμίζοντας την επιτακτική ανάγκη για νέες στοχεύσεις στη δραστηριότητα της πρωτεϊνης. Η ενεργός παραλλαγή K-Ras4BG12D, με πρόσδεση GTP, μπορεί να σχηματίσει διμερή στην κυτταροπλασματική μεμβράνη. Τα διμερή K-Ras4BG12D πιθανώς λειτουργούν ως σκαλωσιά για την τοπική επιστράτευση και τον ακόλουθο διμερισμό του C-Raf. Αυτά τα γεγονότα οδηγούν σε συνεχή ενεργοποίηση του μονοπατιού της MAP κινάσης, συμβάλλοντας στον ανεξέλεγκτο πολλαπλασιασμό του κυττάρου και την ανάπτυξη όγκων. Ωστόσο, ο διμερισμός του K-Ras4BG12D παραμένει σε μεγάλο βαθμό ανεξερεύνητος. Πρόσφατα, αναλύσαμε το τοπίο ελεύθερης ενέργειας διμερισμού του K-Ras4BG12D, χρησιμοποιώντας προσομοιώσεις Μοριακής Δυναμικής Αδρής Κλίμακας (Coarse Grained Molecular Dynamics, CG-MD), με τη μέθοδο της Ενισχυμένης Δειγματοληψίας (Enhanced Sampling). Επιλέχθηκαν δέκα διμερή, που αντιστοιχούν στα βαθύτερα τοπικά ελάχιστα του τοπίου ελεύθερης ενέργειας. Η παρούσα εργασία αξιολογεί τη δομή και τη δυναμική των δέκα διμερών K-Ras4BG12D, που προέκυψαν από τις προσομοιώσεις CG-MD, με τη χρήση προσομοιώσεων Μοριακής Δυναμικής Ατομιστικής Κλίμακας (all atom MD). Οι ατομιστικές διαμορφώσεις των διμερών K-Ras4BG12D αποκτήθηκαν μετά από αντίστροφη χαρτογράφηση (backmapping) των CG δομών. Οι διαμορφώσεις αυτές (σε μοντέλο μεμβράνης) χαρακτηρίζονταν από την παρουσία ή την απουσία της περιοχής πλούσιας σε κατάλοιπα κυστεΐνης και της περιοχής πρόσδεσης του K-Ras στην C-Raf πρωτείνη. Έπειτα, πραγματοποιήθηκαν προσομοιώσεις all atom MD πάνω σε αυτές τις αντίστροφα χαρτογραφημένες δομές. Κατά την εξισορρόπηση του συστήματος (equilibration), παρουσιάστηκαν αστάθειες που οδήγησαν σε διάσπαση των συμπλοκών πρωτεΐνης-GTP και πρωτεΐνης-πρωτεΐνης. Εξετάστηκαν διάφορες στρατηγικές αντιμετώπισης των προβλημάτων αστάθειας, συμπεριλαμβανομένης της ανακατασκευής του δικτύου αλληλεπίδρασης του GTP με βάση την κρυσταλλική δομή του διμερούς του K-Ras4B (wild type) και της σταδιακής αφαίρεσης των περιορισμών σε συνδυασμό με μεγάλο χρόνο equilibration. Το GTP σταθεροποιήθηκε τελικά με τη χρήση περιορισμών και αναλύθηκε η εξέλιξη των διεπιφανειών διμερισμού του K-Ras4BG12D με και χωρίς το C-Raf. Οι αστάθειες των συστημάτων που παρατηρήσαμε, μπορεί να υποδεικνύουν ανακρίβειες στις θέσεις των ατόμων όπως προέκυψαν από τη διαδικασία backmapping οδηγώντας σε απώλεια, βασικών για τη σταθερότητα, διαμοριακών αλληλεπιδράσεων. Επίσης, μπορεί να υποδεικνύουν αστάθεια των CG διμερών ή την ανάγκη βελτιστοποίησης του πρωτοκόλλου προσομοίωσης ατομιστικής κλίμακας. Περαιτέρω έρευνα βρίσκεται σε εξέλιξη για να διευκρινιστούν τα ζητήματα αυτά.

Επιστήμες Υγείας

K-Ras, Μετάλλαξη G12D, C-Raf, Καρκίνος, Backmapping, Δυναμική διμερισμού, Προσομοιώσεις Μοριακής Δυναμικής

Όχι

0

Ναι

133

72

Δεν επιτρέπεται η πρόσβαση στο αρχείο έως 2025-03-30.

https://pergamos.lib.uoa.gr/uoa/dl/object/3417933