بررسی تجربی و تئوری برهمکنش [fe(mel)2cl(etoh)] و نانو bsa- [fe(mel)2cl(etoh)] و مدل سازی مولکولی اثر مهارکنندگی بربرین ها با dna چهارگانه؛ شبیه سازی دینامیک مولکولی egfr-matuzumab برای طراحی پپتیدهای تقلیدی

هدف از انجام این رساله، مطالعه برهمکنش داروهای پیشنهادی با ماکرومولکول¬ها و طراحی پپتیدهایی بر اساس سطح تماس آنتی¬ژن-آنتی-بادی (اپی¬توپ-پاراتوپ) می¬باشد. در بخش اول رساله، فعالیت مهارکنندگی ترکیباتی با ساختار پایه پیرازول وتیازول برای گیرنده اکتیوین شبه¬کینازی (alk5) مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا با استفاده از شبیه¬سازی دینامیک مولکولی، ساختار سه بعدی گیرنده alk5 در محیط آب پیش¬بینی شد و نتایج داکینگ مولکولی نشان داد¬ندکه پیوند هیدروژنی و برهمکنش¬های هیدروفوبیک، فاکتورهای کلیدی در برهمکنش مهارکننده¬ها به alk5 می-باشند. یکصدوبیست¬وچهار توصیف¬کننده مولکولی حاصل از برهمکنش مهارکننده¬ها با alk5 محاسبه گردیدند¬که از بین آنها هشت توصیف-کننده برای ساختن مدل حداقل مربعات رگرسیون بردار پشتیبان (ls-svr) انتخاب شدند. در نهایت، سه ترکیب جدید با ساختار پایه پیرازول برای سنتز معرفی گردید. در قسمت دوم رساله، برهمکنش بربرین¬ها با dna چهارگانه (g-quadruplex) مورد بررسی قرار گرفت. از بین یکصدوچهار توصیف کننده محاسبه شده بین بربرین¬ها با dna چهارگانه، پنج توصیف¬کننده¬ی موثر انرژی الکترواستاتیک، انرژی هیدراتاسیون، logp ، مساحت سطح و مجموع انرژی الکترواستاتیک c-h انتخاب شدند و مدل ls-svr بااستفاده از این توصیف¬کننده¬ها ساخته شد. مطالعات داکینگ نشان می¬دهند که برهمکنش¬های π-π، هیدروفوبیک و پیوندهای هیدروژنی در پایدار نمودن ساختار dna چهارگانه و در نتیجه مهار فعالیت آنزیم تلومراز در تکثیر بیش از اندازه سلول¬های سرطانی نقش موثری دارند. در بخش سوم رساله، مکانیسم اتصال داروی هارمالول با آلبومین سرم انسانی مورد بررسی قرار گرفت. مطالعات داکینگ نشان می¬دهند¬که پیوند هیدروژنی هارمالول با اسیدآمینه¬های arg257، trp214، phe223، his242 و ala291 نقش مهمی در اتصال این دارو به hsa دارد و پیوند هیدروژنی با trp214، خاموش¬سازی فلوئورسانس را که از نتایج کار تجربی همتی¬نژاد و همکاران حاصل شده بود را نیز تایید می¬کند. ثابت اتصال حاصل از داکینگ و مطالعات تجربی به ترتیب برابر با m-1104 × 08/8 و m-1104 × 59/7 به¬دست آمد. در قسمت چهارم رساله، برهمکنش و مکانیسم اتصال دو کمپلکس [ni(tppz)2]2+ و [fe(tppz)2]2+ با dna و bsa بررسی گردید. مطالعات داکینگ مولکولی نشان می¬دهند که برهمکنش¬های هیدروفوبیک بین کمپلکس نیکل و آهن با dna و همچنین برهمکنش¬های هیدروفوبیک و پیوند هیدروژنی کمپلکس نیکل با اسیدآمینه ¬های آلبومین سرم گاوی (bsa) نقش مهمی در اتصال آنها به bsa دارند. در بخش پنجم رساله، طراحی پپتیدهای تقلیدی از آنتی¬بادی matuzumab انجام شد. این پپتیدها دارای مزایایی ازجمله سنتز راحت¬تر، اندازه کوچکتر، هزینه پایین¬تر و عدم پاسخ ایمنی شدید می¬باشند. شبیه¬سازی دینامیک مولکولی برروی کمپلکسegfr-matuzumab انجام شد. با استفاده از تجزیه اجزای اصلی (pca) از بین 10000 کنفورمر حاصل از خط سیر تعادلی شبیه¬سازی دینامیک مولکولی، ده کنفورمر به عنوان نماینده¬ای از کنفورمرها انتخاب شدند. سپس با استفاده از روبش آلانین، پاراتوپ و اپی¬توپ در سطح تماس آنتی¬بادی -آنتی¬ژن مشخص شدند و از اسیدآمینه¬های پاراتوپ برای طراحی پپتیدهای جدید استفاده شد. در نهایت، با استفاده از مطالعات داکینگ و محاسبه خواص فیزیکوشیمیایی، چهار پپتید جدید ewrsyyywh، yyywhnewn، yyywhnews و hnhsrnygs به عنوان پپتیدهای موثر بر سیگنال¬دهی egfr معرفی شدند. در قسمت پایانی رساله، بررسی برهمکنش کمپلکس فلزی [fe(mel)2cl(etoh)] با dna چهارگانه به¬وسیله مطالعات اسپکتروسکوپی و مدل¬سازی مولکولی انجام شد. در مطالعات توقف pcr ملاحظه شد که در غلظت μm8/65 از کمپلکس fe(iii) تکثیر dna به طور کامل متوقف می¬شود. نتایج آزمایش تقویت تکثیر تلومر (telomerase repeat amplification) برروی سلول¬های سرطانی خط سلولی hela نشان داد که ic50 در حدود μm 30 است. سپس مطالعه برهمکنش نانوbsa- با dna چهارگانه انجام شد. مطالعات اسپکتروسکوپی uv-vis یک جابجایی آبی در برهمکنش کمپلکس بارگذاری شده برروی نانوbsa با dna چهارگانه را نشان داد. در حالیکه چنین جابجایی برای کمپلکس فلزی آزاد مشاهده نشد. همچنین نتایج حاصل از داکینگ نشان داد که تعداد برهمکنش¬ها بین کمپلکس–نانو bsa با dna چهارگانه بیشتر از تعداد برهمکنش¬ها بین کمپلکس آزاد با dna چهارگانه است. بنابراین، نتایج حاصل از این تحقیق نشانگر برهمکنش موثرتر کمپلکس بارگذاری شده برروی نانو bsa نسبت به کمپلکس آزاد با dna چهارگانه است. نتایج حاصل از مطالعات تجربی و داکینگ مولکولی نشان داد که برهمکنش¬های π-π و هیدروفوبیک نقش مهمی در اتصال کمپلکس فلزی به dna چهارگانه ایفا می¬کنند. به علاوه، رهایش کمپلکس در مطالعه آزمایشگاهی (in vitro) ، پروفایل رهایش آرام و کنترل شده¬ای را نشان می¬دهد.