fa بررسی تأثیر تغییرات درجه‌ی حرارت بر کنفورماسیون پروتئین پریون انسانی به روش شبیه‌سازی دینامیک مولکولی علوم پایه Basic Sciences پژوهشي اصیل Original Atricle <p style="text-align: justify"><strong>زمینه و هدف</strong>: بیماری‌های پریونی گروهی از اختلالات تحلیل برنده دستگاه عصبی‌ بوده که منجر به مرگ بیمار می‌شوند. این بیماری‌ها تبدیل پروتئین پریون سلولی طبیعی (PrPC) به ایزوفرم غیرطبیعی آن با صفحات بتای فراوان (PrPSc)، تشکیل و تجمع رشته‌های آمیلوییدی با مکانیسمی ناشناخته در سلول‌های عصبی را به دنبال دارند. هدف از این مطالعه، بررسی تأثیر افزایش یا کاهش موضعی درجه حرارت بر این فرآیند تبدیل می‌باشد.</p> <p style="text-align: justify"><strong>مواد و روش‌ها</strong>: در این مطالعه علمی-پژوهشی، ساختار بلوری پروتئین پریون انسانی از بانک اطلاعات پروتئین (با کد 2LEJ) به‌ عنوان ساختار اولیه استفاده و به ‌طور جداگانه در دماهای27، 37 و 47 درجه سانتی‌گراد در بازه زمانی 10 نانو ثانیه و با کمک نرم‌افزار گرومکس شبیه‌سازی گردید. نتایج حاصل از شبیه‌سازی با استفاده از دستورات گرومکس از فایل مسیر استخراج و با کمک نرم‌افزارهای SPSS، SPDBV و WebLab تحلیل گردید.</p> <p style="text-align: justify"><strong>یافته‌ها</strong>: تغییر درجه‌ حرارت از 37 به 27 یا 47 درجه سانتی‌گراد باعث ایجاد تغییرات قابل توجهی در ساختار PrPC می‌گردد و PrPC ساختار سوم بسیار تاخورده‌تری در مقایسه با ساختار طبیعی آن در 37 درجه سانتی‌گراد، پیدا می‌کند. علاوه براین، کاهش در تعداد پیوندهای هیدروژنی بین پروتئین و حلال در این دو دما میزان سطح قابل دسترس حلال هیدروفوبیک PrPC را افزایش می‌دهد که این می‌تواند دلیلی برای افزایش مقاومت پروتئین به هیدرولیز پروتئولیتیک و کاهش قابلیت انحلال آن در آب باشد.</p> <p style="text-align: justify"><strong>نتیجه‌گیری</strong>: نتایج نشان‌ داد که تغییرات درجه حرارت باعث تسریع تغییرات ساختاری PrPC و کاهش حلالیت آن می‌شود و آن را مستعد تبدیل شدن به PrPSc می سازد.</p> <p style="text-align: justify"><span style="font-size: 14px"><span style="font-family: times new roman"><strong><em>Background</em></strong>: Prion diseases are neurodegenerative disorders which ultimately results in the death of their victims. They are caused by structural transformation of cellular prion (PrPC) to its &beta-rich and anomalous isoform (PrPSc) and the accumulation of amyloid fibrillar deposits in the central nervous system. The precise mechanism underling this conversion is yet to be well understood. This study aimed to investigate the effect of non physiological temperatures on the misfolding mechanism of the human prion protein. </span></span></p> <p style="text-align: justify"><span style="font-size: 14px"><span style="font-family: times new roman"><strong><em>Materials and Methods</em></strong>: The crystal structure of human prion protein (90-231), (PDB code: 2Lej) in pdb format was used as a starting structure in this study. Three model structures of this coordinate structure were used separately to simulate PrPC at 27 , 37 and 47 . Molecular dynamic simulations were then performed using double-precision MPI version of GROMACS 4.5.5 for 10 ns and the results were analyzed using SPSS software, SPDBV and VebLab programs.</span></span></p> <p style="text-align: justify"><span style="font-size: 14px"><span style="font-family: times new roman"><strong><em>Results</em></strong>: The change of temperature from 37 to 27 or 47 induced significant structural changes to PrPC. These tempratures caused PrPC to attain a more folded and less flexible tertiary structure compared to its native structure at 37 . They, also, reduce protein-solvent hydrogen bonds and therefore increasing access of hydrophobic solvent to PrPC which may be behind the lower water solubility of PrPC and its increased resistance to proteolytic degradations. </span></span></p> <p style="text-align: justify"><span style="font-size: 14px"><span style="font-family: times new roman"><em><strong>Conclusion</strong></em>: This study shows that changes of temperatures accelerate structural changes of PrPC and reduce its solubility while rendering it vulnerable to transition into PrPSc.</span></span></p> پروتئین پریون انسانی, شبیه‌سازی دینامیک مولکولی, بیماری‌های پریونی, درجه‌ حرارت Human prion protein, Molecular dynamic simulation, Prion disease, Temperature 48 58 http://jams.arakmu.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-2914-1&slc_lang=fa&sid=1 Mohammad Reza Dayer محمدرضا دایر mrdayer@scu.ac.ir 4600319475328460043244 4600319475328460043244 Yes Department of Biology, Shahid Chamran University, Ahvaz, Iran گروه زیست‌شناسی، دانشگاه شهید چمران، اهواز، ایران Nooshin Azari نوشین آذری n.azari@fsriau.ac.ir 4600319475328460043245 4600319475328460043245 No Biochemistry Department, Fars Science& Research Branch, Islamic Azad University, Fars, Iran گروه بیوشیمی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات فارس، فارس، ایران Nematollah Razmi نعمت اله رزمی doctorrazmi@gmail.com 4600319475328460043246 4600319475328460043246 No Biochemistry Department, Fars Science& Research Branch, Islamic Azad University, Fars, Iran گروه بیوشیمی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات فارس، فارس، ایران Mohammad Saeid Dayer محمدسعید دایر dayer@modares.ac.ir 4600319475328460043247 4600319475328460043247 No Department of Parasitology and Medical Entomology, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran گروه انگل‌شناسی و حشره‌شناسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران