نام پژوهشگر: اسما علیزاده پوطاری
اسما علیزاده پوطاری نوید مقرب
از ویژگیهای پروتئین کینازهای یوکاریوتیک، وجود دو ناحیه ساختاری با هم تکاملیافته قطعه فعالکننده و زیردمین ghi میباشد. قطعه فعالکننده بین و شامل دو موتیف حفاظتشده آسپارتات-فنیلآلانین-گلیسین (dfg) و آلانین-پرولین-گلوتامات (ape) میباشد و زیردمین ghi نیز از مارپیچهای g، h و i تشکیل شده است. این دو قطعه توسط پلنمکی حفاظتشدهایی که بین گلوتامیکاسید موتیف ape و آرژنینی که در زیردمین ghi قرار دارد به یکدیگر مرتبط میشوند. پلنمکی حفاظتشده نقش مهمی در اتصال به سوبسترا و پروتئینهای تنظیمی ایفا میکند. همچنین گلوتامات موتیف ape که در عمق ساختار پروتئین قرار دارد یک hot spot بیماریزای مهم است و گزارش شده در کینازهایret ، kit، jak3 و insr جهش گلوتامیکاسید ape با غیر فعالکردن کیناز بترتیب باعث بیماری hirschsprung، childhood-onset sporadic mastocytosis، childhood immunodeficiency و leprechaunism میشود. در این پژوهش ساختار طبیعی و جهشیافته پروتئین cdk2 مدلسازی و به روش شبیهسازی دینامیک مولکولی اثر جهش e172a در موتیف ape بر ساختار پروتئین بررسی گردید. جایگزینی گلوتامات موتیف ape با آلانین سبب از بین رفتن پلنمکی حفاظتشده میگردد. مقایسه ساختار آنزیم طبیعی و جهشیافته نشان داد که در ساختار آنزیم جهشیافته تحرک ستونفقرات پروتئین، شعاع ژیراسیون، دسترسپذیری کل پروتئین و نیز اکسیژن ترئونین160 که فسفریلاسیون آن برای فعال شدن آنزیم ضروری است کاهش مییابد. این تغییرات میتوانند تبدیل فرم غیرفعال به فرم فعال آنزیم را دشوارتر نمایند. نتایج شبیهسازی دینامیک مولکولی همچنین نشان داد در مدل جهشیافته دسترسپذیری جایگاه فعال آنزیم و نیز دسترسپذیری گروهی از اتمهای متعلق به باقیمانده درگیر در اتصال cdk2 به سوبسترا و atp کاهش مییابد. همچنین در مدل جهشیافته پیوندهای هیدروژنی باقیماندههایی که با atp برهمکنش میدهند تضعیف و پیوند هیدروژنی بین اتم نیتروژن ترئونین14 با اکسیژن فسفات بتا atp هم تشکیل نمیگردد. بطور کلی مطالعه ما ممکن است توضیحی باشد که چرا جهش گلوتامات موتیف ape به آلانین تبدیل فرم غیرفعال به فرم فعال، تمایل اتصال و نیز واکنشپذیری cdk2 به سوبسترا و atp را کاهش میدهد همانگونه که نتایج آزمایشگاهی در مورد سایر کینازها نشان دادهاست.