Прогнозирование белковых мишеней и валидация низкомолекулярного соединения

Резюме

Эксперимент, используемый здесь, показывает метод молекулярного докинга в сочетании с анализом клеточного теплового сдвига для прогнозирования и проверки взаимодействия между малыми молекулами и белковыми мишенями.

Аннотация

Белки имеют фундаментальное значение для физиологии человека, а их мишени имеют решающее значение в исследованиях и разработке лекарств. Идентификация и валидация важнейших белковых мишеней стали неотъемлемой частью разработки лекарств. Молекулярный докинг — это вычислительный инструмент, широко используемый для исследования связывания белка с лигандом, особенно в контексте взаимодействия лекарств и белков-мишеней. Для экспериментальной проверки связывания и доступа к связыванию лекарственного препарата и его мишени непосредственно используется метод анализа клеточного теплового сдвига (CETSA). Это исследование было направлено на интеграцию молекулярного докинга с CETSA для прогнозирования и проверки взаимодействий между лекарствами и жизненно важными белковыми мишенями. В частности, мы предсказали взаимодействие между ксантатином и белком Keap1, а также способ его связывания с помощью молекулярного докингового анализа с последующей проверкой взаимодействия с помощью анализа CETSA. Наши результаты показали, что ксантатин может устанавливать водородные связи со специфическими аминокислотными остатками белка Keap1 и снижать термостабильность белка Keap1, что указывает на то, что ксантатин может напрямую взаимодействовать с белком Keap1.

Введение

Белки являются очень важными макромолекулами в живых организмах и обладают разнообразным спектром уникальных функций в клетках, таких как состав мембраны, формирование цитоскелета, активность ферментов, транспорт, клеточная сигнализация и участие как во внутриклеточных, так и во внеклеточных^{механизмах.} Белки проявляют свои биологические функции в основном через специфические взаимодействия с различными молекулами, включая другие белки, нуклеиновые кислоты, низкомолекулярные лиганды и ионы металлов ^1,4. Лиганды — это ....

протокол

1. Загрузка структур ксантатина и Keap1

1. Откройте базу данных PubChem (https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/), введите ксантатин (малую молекулу), затем нажмите «Поиск » и нажмите « Первый результат». Нажмите « Загрузить» и нажмите «Сохранить в 2D-структуре», чтобы сохранить соединение в формате .sdf.
2. Загрузите кристаллическую структуру белка.
   1. Откройте базу данных UniProt (https://www.uniprot.org/), введите Keap1 и нажмите Поиск. Нажмите «Человек » в разделе «Популярные организмы» в левом столбце, а затем нажмите «Первая ....

Результаты

Молекулярный докинг-анализ предсказал взаимодействие между ксантатином и белком Keap1. На рисунке 2 показано образование водородных связей между ксантатином и аминокислотными остатками Gly-367 и Val-606 белка Keap1 с длиной водородной связи 2,17 Å для Gly-367 и 2,13 Å для Val-606. Кроме того, .......

Обсуждение

Идентификация мишеней болезней и открытие и разработка лекарств тесно взаимосвязаны²⁷. Точно нацеливаясь на конкретные мишени, можно разработать лекарственные препараты-кандидаты для более эффективного лечения конкретных заболеваний, одновременно минимизируя побочные .......

Материалы

Name	Company	Catalog Number	Comments
0.45 μm Polyvinylidene fluoride membrane	Millipore	PR05509
Anhydrous ethanol	Chron chemicals	64-17-5
Bovine serum albumin	BioFroxx	4240GR100
Broad-spectrum protease inhibitor mixtures	Boster Biological Technology Co., Ltd	AR1193
DMSO	Boster Biological Technology Co., Ltd	PYG0040
Enhanced chemiluminescence reagent	Beyotime Biotechnology Co., Ltd	P0018S
GAPDH antibody	ProteinTech Group Co., Ltd	10494-1-AP
Gel Imaging Instrument	E-BLOT	Touch Imager Pro
Gradient PCR instrument	Biometra TADVANCED	Biometra Tadvanced 96SG
High-speed freezing centrifuge	Beckman Coulter	Allegra X-30R
Horseradish peroxidase-conjugated affiniPure goat antibody	ProteinTech Group Co., Ltd	SA00001-2
Isopropyl alcohol	Chron chemicals	67-63-0
Keap1 antibody	Zen BioScience Co., Ltd	R26935
Metal bath	Analytik Jena	TSC
Methanol	Chron chemicals	67-56-1
Ncmblot rapid transfer buffer (20×)	NCM Biotech Co., Ltd	WB4600
Omni-Easy OneStep PAGE gel fast preparation kie	Epizyme Biotech Co., Ltd	PG212
Phosphate buffer saline	Boster Biological Technology Co., Ltd	PYG0021
Prestained Color Protein Marker	Biosharp	BL741A
Protein Blotting Electrophoresis System	Bio-Rad	MiniPROTEANÒTetra Cell
RAW264.7 cell	Beyotime Biotechnology Co., Ltd	C7505
RAW264.7 cell-specific medium	Procell Life Science&Technology Co., Ltd	CM-0597
SDS-PAGE protein loading buffer	Boster Biological Technology Co., Ltd	AR1112-10
SDS-PAGE running buffer powder	Servicebio	G2018
Tris buffered saline powder	Servicebio	G0001
Tween 20	BioFroxx	1247ML100
Water bath	Memmert	WNE10
Water purifier	Millipore	Milli- IQ 7005
Xanthatin	ChemConst Biotechnology Co., Ltd	CONST210706