การสร้างแบบจาลองบนคอมพิวเตอร์เพื่อตรวจสอบลักษณะการเกิดอันตรกิริยาระหว่างซับสเตรตกับ P-glycoprotein โดยใช้ระเบียบวิธีวิจัย homology modeling และ molecular docking |
| โดย: นางสาวชนาภา รัตนพิภพ, นางสาวชลันรัตน์ พรหมประเสริฐ ปีการศึกษา: 2557 กลุ่มที่: 15 อาจารย์ที่ปรึกษา: จุฑารัตน์ พิมพ์ทนต์ , โอภา วัชระคุปต์ , จิระพรรณ จิตติคุณ ภาควิชา: ภาควิชาเภสัชเคมี Keyword: พี-ไกลโคโปรตีน, Homology modeling, Molecular docking, บริเวณจับของยา, ซับสเตรต, P-glycoprotein, Homology modeling, Molecular docking, Drug binging site, SubstratesIn silico models for the characterization of P-glycoprotein-substrate interactions by using homology modeling and molecular docking approaches |
| บทคัดย่อ: P-glycoprotein (P-gp) เป็นโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการขับยาออกจากร่างกายโดยใช้พลังงานจาก adenosine triphosphate (ATP) และมีความเกี่ยวข้องกับการดื้อยาในเซลล์มะเร็งหลายชนิด การมีความรู้ความเข้าใจที่ชัดเจนเกี่ยวกับตาแหน่งการเข้าจับของยาที่เป็นซับสเตรตของ P-gp จะนาไปสู่การพัฒนายาที่มีความจาเพาะต่อการออกฤทธิ์ยับยั้ง P-gp ส่งผลให้เซลล์มะเร็งตอบสนองต่อยาเคมีบาบัดสูตรมาตรฐานมากยิ่งขึ้น ทั้งนี้ในปัจจุบันยังไม่มีโครงสร้าง P-gp ของมนุษย์ในรูปแบบสามมิติที่สมบูรณ์ ในการศึกษานี้ผู้ทาการศึกษาจึงได้สร้างแบบจาลองโครงสร้าง P-gp ของมนุษย์โดยใช้ข้อมูลจากรายงานการศึกษาล่าสุดที่ได้มีการตรวจสอบโครงสร้าง P-gp ของหนูหริ่งบ้าน (Mus musculus) (PDB: 4M1M) แบบจาลองจะถูกประเมินโดยใช้ Ramachandran plot, ProSA-web และ QMEAN score ผลลัพธ์จากการประเมินจะช่วยแสดงให้เห็นว่าแบบจาลองที่ได้มีความน่าเชื่อถือเพื่อนาไปใช้ในการทานายตาแหน่งการเข้าจับของยาและการเกิดอันตรกิริยาต่อไป การศึกษานี้ใช้โปรแกรม AutoDock โดยทาการศึกษาแบบ blind docking ตาแหน่งที่ Rhodamine 123 และ Hoechst 33342 เข้าจับเป็นตาแหน่งที่มีความสาคัญโดยถูกใช้เพื่อระบุและยืนยันผลลัพธ์ที่ได้ โดยนาผลลัพธ์ที่ได้จากการศึกษานี้ไปเปรียบเทียบกับรายงานการศึกษาแบบจาลองโฮโมโลยี (homology modeling) ที่ใช้ต้นแบบที่แตกต่างกันที่ได้รับการตีพิมพ์ จากการศึกษาในเบื้องต้นนี้เสนอให้ใช้แบบจาลอง P-gp ของมนุษย์ที่ได้จาก 4M1M เพื่อช่วยในการอธิบายการเข้าจับของยาที่เป็นซับสเตรตของ P-gp ในมนุษย์ ซึ่งจะเป็นประโยชน์อย่างยิ่งต่อกระบวนการพัฒนาและค้นพบยาใหม่ โดยการศึกษานี้เป็นรายงานแรกของ P-gp ของมนุษย์ที่ใช้ข้อมูลจากโครงสร้างผลึกของหนูหริ่งบ้านที่ได้รับการตรวจสอบล่าสุดโดยมีอัตลักษณ์ (identity) สูงใกล้เคียงกับมนุษย์ |
| abstract: P-glycoprotein (P-gp), an ATP-dependent drug efflux pump, is often associated with the multidrug-resistance phenotype in several cancer cells. A clear understanding of P-gp substrate binding will lead to the development of specific and selective P-gp inhibitors, which resensitize cancer cells to standard chemotherapy. Unfortunately, the three-dimensional structure of human P-gp has not yet been available. In this investigation, we have modeled human P-gp based on a recent refined structure of house mouse (Mus musculus) P-gp (PDB: 4M1M). The models were further assessed by Ramachandran plot, ProSA-web and QMEAN score and the results indicated that the proposed models are reliable for further binding site and docking studies. Using AutoDock-based blind docking protocol, the potential binding site for the substrates Rhodamine 123 and Hoechst 33342 were identified and in agreement with the results of side-directed mutagenesis studies. The findings were compared with published homology models using different templates. Our preliminary observations suggested that human P-gp model derived from 4M1M may better explain the binding of human P-gp substrate, which is obviously advantageous in drug discovery process. To our knowledge, this is a first report of a human P-gp using the recent availability of the improved crystal structure of mouse P-gp that shares high sequence identity to that of human. |
| . |