تأثیر بار لیزوزیم و غلظت نمک بر فیبرهای اف-اکتینی تشکیل شده در بیماری سیستیک فیبروز: شبیه سازی دینامیک مولکولی

در مخاط ریه ی افراد مبتلا به بیماری ارثی سیستیک فیبروز، انباشته هایی فیبری شکل از اف-اکتین ها در حضور پروتئین های کاتیونیِ لیزوزیم که یک پروتئین ضد میکروبی است تشکیل می شود. تشکیل فیبرهای اکتین-لیزوزیم، علاوه بر اینکه عملکرد ضد میکروبی پروتئین های لیزوزیم را مهار می کند، چسبندگی و تشدید عفونت میکروبی در مخاط ریه ی این بیماران را نیز در پی دارد. هدف از این پایان نامه مطالعه ی ارتباط بین پایداری این فیبرهای اف-اکتینی با بار الکتریکی لیزوزیم و غلظت نمک موجود در محیط است. در این پایان نامه با استفاده از روش شبیه سازی دینامیک مولکولی و با ارائه مدلی درشت دانه از اف-اکتین و لیزوزیم نشان داده شد که با آزاد گذاشتن موقعیت مکانی و پیچش و چرخش اف-اکتین ها، در حضور لیزوزیم های با بار 9e،+11e+ و 7e+ جاذبه دیده می شود که نشان دهنده تشکیل فیبر در حضور این لیزوزیم ها است. در حالیکه در حضور لیزوزیم 4e+ اف-اکتین ها یکدیگر را جذب نمی کنند و فیبری تشکیل نمی شود. فاصله ی تعادلی اف-اکتین ها در حضور لیزوزیم های 9e+ محاسبه شد که تطابق خوبی با نتایج تجربی داشت. در یک چیدمان شبیه سازی مجزا، پتانسیل نیروی میانگین بین دو اف-اکتین در حضور لیزوزیم های مختلف و در غلظت واقعی mm 50 نمک محاسبه شد و از مقایسه نتایج به دست آمده برای غلظت های مختلفِ نمک و بارهای مختلف لیزوزیم این نتیجه حاصل شد که کاهش بار لیزوزیم و افزایش غلظت نمک باعث ناپایداری فیبرهای تشکیل شده می شود. سپس در قسمت بعدی پایان نامه، برای توجیه این رفتارها، در شبیه سازی جداگانه ای توزیع یون های مثبت نمک و توزیع لیزوزیم ها رسم شد و سازوکار جاذبه بین اف-اکتین ها و دلیل رابطه بین پایداری فیبرها با بار لیزوزیم و غلظت نمک از روی توزیع پروتئین های لیزوزیم و نمک تک ظرفیتی، توضیح داده شد. نتایج به دست آمده در این پایان نامه بیان می کنند که بار الکتریکی لیزوزیم و غلظت نمک تک ظرفیتی فاکتورهایی هستند که می توان با دستکاری آنها به ناپایدار کردن فیبرهای تشکیل شده در ریه بیماران و در نتیجه درمان بیماری سیستیک فیبروز کمک کرد.