بررسی نقش دوماین آلفا2 در تغییر ساختار پروتئین پریون انسانی

بیماری های پریونی نام عمومی دسته ای از بیماری های انسان و دام ها است که با تجمع و رسوب پروتئین پریون در دستگاه اعصاب مرکزی همراه است. علتمولکولی ایجاد این دسته از بیماری ها چنان پیچیده و ناشناخته است که از آن به عنوان چالشی برای علم نام برده شده است. توالی و ساختار پروتئین پریونطبیعی و بیماری زا( رسوبی) در انسان و دام ها تعیین شده است. همچنین مکانیسم سلولی این دسته از بیم اریها مشخص گردیده است. هم هی این بیماریهابا تغییر ساختار پروتئین پریون (در ساختار سطح دوم و سوم) همراه اند. مشخص شده است که ساختار پروتئین پریون انسانی از24 درصد ماپیچ آلفا و 3 تا5 درصد صفحات بتا تشکیل شده است در حالی که ساختار پروتئین رسوبی 03 درصد ماپیچ آلفا و 34 درصد صفحات بتا دارد. با این وجود دلایل مولکولی اینتغییر ساختار مشخص نیست. علیرغم تنوع نظریه ها و مدل های ارائه شده، عقیده ی عمومی بر این است که تغییر ساختار باید از نقطهای خاص از این پروتئینآغاز شود. پس از بررسی های تجربی و محاسباتی فراوان، به نظر میرسد می توان دو ناحیه از پروتئین پریون را به عنوان نواحی آغازین تغییر ساختار پیشنهادکرد: یکی ناحیه ی بتا2 به طول4 رزیدو و دیگری ناحیه ی آلفا2 به طول 32 رزیدو. در این تحقیق نقش ناحیه ی آلفا2 در ساختار این پروتئین با استفاده ازچند نرم افزار بیوانفورماتیکی بررسی شده است. برای این کار تمام جهش های نقطهای منفرد ممکن (all possible single point mutations) در ت والی یاساختار ناحیه ی آلفا2 انجام شده (23*20 محاسبه با هر سرور) و نتایج مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفت. از سرورPhyre2 برای پیش گویی ساختاردوم این پروتئین و سرورهای SDM و CUPSAT برای بررسی تغییرات انرژی آزاد دناتوراسیون شیمیایی و گرمایی این پروتئین استفاده گردید. بررسیساختار دوم نشان داد که این کل پروتئین و از جمله ناحیه ی آلفا2 عمدتا از صفحات بتا تشکیل شده است. مجموع بررسی ها با این سه سرور نشان داد کهرزیدوهای I184 ،C179 و Q186 بیشترین حساسیت را در برابر تغییر ساختار دارند به این معنی که جهش در این ناحیه بیشترین تأثیر را در تغییر ساختاردوم و همچنین پایداری کل پروتئین دارد. این یافته ها با گزارش داده پایه ی Uniprot در مورد جهشهای بیماری زا و پلی مورفیس مهای تک توکلئوتیدی(Single Nucleotide Polymorphism) شناخته شده ی این پروتئین مطابقت دارد. باعث ایجاد تغییرات در بخشهای دیگر پروتئین میگردد نه تغییر درساختار خود این ناحیه. این امر اهمیت نقش میان کنشهای ضعیف را در تغییر ساختار پروتئین پریون نشان میدهد.

Keywords:

پروتئین پریون , دوماین آلفا2 , نرم افزارهای بیوانفورماتیک