بررسی جهش های نقطه ای بر ساختار آنزیم SOD۱ انسانی با شبیه سازی دینامیک مولکولی

سوپر اکسید دیسموتاز (SOD۱) ۱ یک آنزیم آنتی اکسیدانی است که جهش در آن باعث ایجاد بیماری اسکلروز جانبی آمیوتروفیک (ALS) میشود. از این رو در این مطالعه تغییرات کنفورماسیون و دینامیکی پروتئینها مورد بررسی قرار گرفت. ساختار کریستالوگرافی SOD۱ نوع طبیعی با کد ۲C۹V از بانک اطلاعاتی پروتئین (PDB) استخراج شد. سپس جهشهای G۴۱D و L۳۸R بر روی فایل ایجاد شد. در این روش برهم کنشهای میان اتمها و مولکولها در موقعیت مکانی و سرعت مربوط به هر اتم در در بازه های زمانی ۵ نانو ثانیه با استفاده از نرم افزار گرومکس محاسبه گردید. به کمک انحراف جذر مربع میانگین صحت انجام شبیه سازی بررسی و با کمک آنالیزهای مختلف دیگر اعم از بررسی تغییرات شعاع ژیراسیون و محاسبه تعداد پیوندهای هیدروژنی مشاهده کردیم که جهشها تاثیر چشمگیری بر ساختار پروتئین دارند. منحنی میانگین تغییرات پیوندهای هیدروژنی برای جهش یافته های G۴۱D و L۳۸R به ترتیب ۱۰۶ و ۱۰۳ پیوند در مقابل ۱۰۰ پیوند هیدروژنی برای پروتئین طبیعی میباشد. این تغییرات هرچند اندک در میزان کاهش انعطاف پذیری نمونه G۴۱D موثر است. برای جهش یافته L۳۸Rاین تغییرات تقریبا مشابه با فرم طبیعی میباشد. نتایج شعاع ژیراسیون نشان میدهد که در جهش یافته G۴۱D ساختار پروتئین نسبت به فرم طبیعی فشرده تر شده است. نتایج جذر مربع میانگین افت و خیزها (RMSF) در جهش یافته های G۴۱D و L۳۸R در نواحی ۸۰-۷۰ و ۱۱۵-۱۰۵ کاهش در مقدار RMSF در مقایسه با آنزیم طبیعی را نشان داد که نشان دهنده انعطاف پذیری کمتر جهش یافته ها نسبت به پروتئین طبیعی میباشد. نتایج دینامیک مولکولی این مطالعه نشان میدهد که وقوع جهش در لوپ ۳ و بتا ۴ در پروتئین SOD۱ باعث تغییرات کنفورماسیونی در نواحی جهش یافته شده بطوریکه به دنبال این تغییرات موضعی جهش یافته G۴۱D پایداری و فشردگی بیشتری نسبت به جهش یافته L۳۸R پیدا کرده است.