کشف دارو
مولکوالر داکینگ یکى از روش هاى زیر مجموعه ی مدلینگ مولکولى در علم بیوانفورماتیک مى باشد و روشی پر کاربرد در طراحی دارو است. داکینگ مولکولى در تعیین برهم کنش بین دو مولکول مثل پروتئین با پروتئین یا پروتئین با DNA براى یافتن بهترین جهت گیرى یک لیگاند در یک کمپلکس با حداقل انرژى به کار برده مى شود. با پیشرفت علوم و تکنولوژى، استفاده از علوم بین رشته اى مانند بیوانفورماتیک کاربرد روز افزونى داشته است.
به غربالگری قبل از مرحله آزمایشگاهی فراهم گردیده است که کمک این علم، امکان انجام محاسبات نرم افزاری و نهایتا این امر می تواند موجبات صرفه جویى در وقت و هزینه شود. برای مثال لیگاند در مبحث داکینگ می تواند یک دارو باشد، داروهای زیادی وجود دارند که می توانند به پروتئین ها متصل شوند و آنها را مهار یا تحریک کنند. با استفاده از تکنیک داکینگ می توان تعداد زیادی دارو را بررسی کرد و بر اساس نتایج حاصل، به منظور صرفه جویی در هزینه و زمان تنها تعداد اندکی از آنها را برای مطالعات بیشتر در فاز آزمایشگاهی انتخاب کرد. نتایج حاصل از داکینگ توسط یک تابع درجه بندی آماری تجزیه و تحلیل می شود.
این تابع درجه بندی آماری برای محاسبه انرژی برهم کنش، آن را به مقادیر عددی به نام درجه داکینگ تبدیل می کند. نتایج بدست آمده از داکینگ شامل اشکال 3 بعدی از لیگاند متصل شده به ماکرومولکول بوده که با استفاده از نرم افزارهایی مانند Pymol و Rasmol قابل مشاهده می باشد و می تواند در بدست آوردن بهترین حالت از لیگاند برای برهم کنش با ماکرومولکول به ما کمک نماید.
داکینگ چیست؟
داکینگ در بیوانفورماتیک به معنای پیشبینی ساختارهای پروتئینی و تعامل آنها با داروها است. این روش با استفاده از الگوریتمهای مختلف، ساختار سه بعدی پروتئین و دارو را شبیهسازی کرده و به دنبال نقاط تعامل بین آنها میگردد. این روش در طراحی داروهای جدید و همچنین در فهم بهتر عملکرد پروتئینهای بدن مفید است.
داکینگ پروتئین-پروتئین
داکینگ پروتئین-پروتئین به معنای اتصال دو پروتئین با یکدیگر است که ممکن است در نتیجه تشکیل کمپلکسهای پروتئینی و عملکرد های بیولوژیکی مختلف از جمله سیگنال دهی، تنظیم فعالیت آنزیم ها و حمایت از ساختار سلول ها رخ دهد.
داکینگ لیگاند-پروتئین:
داکینگ لیگاند-پروتئین یک فرایند شناسایی و اتصال مولکولهای پروتئینی به یکدیگر است. در این فرایند، یک پروتئین به نام لیگاند به سطح خارجی یا داخلی پروتئین هدف متصل میشود و باعث تغییرات شکل و فعالیت آن مولکول میشود. این فرایند در بسیاری از رویدادهای بیولوژیک، از جمله سلولهای عصبی، سلامت قلب و عروق، و سرطان نقش دارد.
شبیه سازی پروتئین در محلول آبی:
شبیهسازی پروتئین در محلول آبی به مدلسازی رفتار پروتئین در محلول آبی با استفاده از شبیهسازی کامپیوتری میپردازد. این شبیهسازیها برای بررسی و تحلیل خصوصیات فیزیکوشیمیایی پروتئین، نظیر پایداری ساختار، دینامیک و تعاملات با داروها و مولکولهای دیگر استفاده میشود.
شبیه سازی پروتئین در محلول آبی چگونه انجام می شود؟
برای شبیهسازی پروتئین در محلول آبی، از روشهای شبیهسازی مولکولی مانند دینامیک مولکولی و مونت کارلو استفاده میشود. در این روشها، ساختار پروتئین و آب به صورت گراف تعریف شده و با استفاده از قوانین فیزیکی، حرکت ذرات در سامانه شبیهسازی میشود. همچنین برای بهبود دقت نتایج، از روشهای تصحیح خطا و بهینهسازی پارامترهای شبیهساز استفاده میشود.
شبیه سازی کمپلکس لیگاند-پروتئین:
شبیهسازی کمپلکس لیگاند-پروتئین به معنای شبیهسازی رفتار و تعاملات بین یک لیگاند (مولکول کوچک) و پروتئین (مولکول بزرگ) است. این شبیهسازیها با استفاده از روشهای مختلف، از جمله شبیهسازی مولکولی، به بررسی ساختار و عملکرد کمپلکس لیگاند-پروتئین در سطح مولکولی میپردازند. این شبیهسازیها معمولاً برای طراحی دارو، پژوهش در زمینه بیوشیمی و بیوفیزیک، و همچنین در تحقیقات پایه در زمینه علوم زندگانی استفاده میشوند.
شبیه سازی کمپلکس لیگاند-پروتئین چگونه انجام می شود؟
برای شبیهسازی کمپلکس لیگاند-پروتئین، معمولا از روشهای شبیهسازی مولکولی مانند مونت کارلو، دینامیک مولکولی و روشهای ترکیبی از آنها استفاده میشود. در این روشها، ساختار پروتئین و لیگاند به صورت سه بعدی با استفاده از دادههای آزمایشگاهی و چگال سازی الکترونی تعریف میشود و سپس با استفاده از قوانین فیزیک و شبیهسازی حرکت ذرات، رفتار کمپلکس لیگاند-پروتئین در شرایط مختلف شبیهسازی میشود.
سعید کارگر
بیوتکنولوژیست و مدیر سایت بیوتکر