• شماره ركورد
    25604
  • شماره راهنما
    BIO2 1114
  • عنوان

    مطالعه اثر كپ‌دار كردن پپتيد بر ميل اتصالي آن بر روي اهداف پروتئيني

  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    بيوشيمي
  • دانشكده
    علوم و فناوري‌‌‌هاي زيستي
  • تاريخ دفاع
    1404/10/10
  • صفحه شمار
    124 ص .
  • استاد راهنما
    محمدرضا گنجعلي خاني
  • كليدواژه فارسي
    پپتيد , كلاهك‌دار كردن , تمايل اتصال , طراحي پپتيد , داكينگ ملكولي , ساخت افزايشي
  • چكيده فارسي
    پپتيدها به عنوان زنجيره‌هاي كوتاه اسيدهاي آمينه، داراي نقش اساسي در تنظيم فرآيندهاي زيستي و توسعه‌ي داروهاي هدفمند هستند. با وجود مزاياي ارزشمند اين مولكول‌ها مانند اختصاصيت بالا، سازگاري زيستي مطلوب و امكان اصلاح‌پذيري ساختاري، چالش‌هايي همچون ناپايداري در محيط بيولوژيكي، نيمه‌عمر كوتاه و حساسيت نسبت به تخريب آنزيمي، كاربرد درماني مستقيم آن‌ها را محدود مي‌سازد. يكي از راهكارهاي كليدي براي رفع اين محدوديت‌ها، كلاهك‌گذاري (Capping) انتهاي N و C پپتيد است كه مي‌تواند ضمن تغيير بار الكتريكي و ساختار ثانويه‌ي مولكول، بر ميل اتصال به گيرنده، پايداري فضايي، مقاومت در برابر تخريب آنزيمي و نفوذپذيري غشايي تأثير چشمگيري بگذارد. اين فرآيند با ايجاد پيوندهاي هيدروژني پايدارتر و كاهش تحرك انتهايي، موجب بهبود خودآرايي و افزايش راندمان اتصال در طراحي نانوساختارها و داروهاي پپتيدي مي‌شود. در اين پژوهش با هدف بررسي اثر كلاهك‌گذاري بر ميل اتصال پپتيدها به گيرنده، مجموعه‌اي از توالي‌هاي منتخب ابتدا به صورت بدون كلاهك و سپس با اعمال كلاهك‌گذاري انتهايي مدل‌سازي شدند. داكينگ مولكولي توسط نرم‌افزارهاي AutoDock و Vina انجام گرفت و انرژي اتصال، نوع برهم‌كنش‌ها و پايداري ساختاري پپتيد–گيرنده مورد ارزيابي قرار گرفت. به‌منظور بررسي روند تغييرات با افزايش طول توالي، از روش ساخت افزايشي استفاده شد؛ به نحوي كه ساختارها به شكل مرحله‌به‌مرحله از دي‌پپتيد تا هپتاپپتيد توسعه يافته و پس از هر مرحله داكينگ مجدد صورت گرفت. اين فرآيند امكان تحليل دقيق تأثير افزايش طول زنجيره و نقش كلاهك‌گذاري در هر مرحله را فراهم آورد .نتايج نشان داد پپتيدهاي بدون كلاهك هرچند در برخي طول‌ها انرژي اتصال مطلوبي داشتند، اما تفاوت‌هاي انرژي بيشتري ميان ساختارها ديده شد و رفتار اتصال پايدار نبود. در مقابل، پپتيدهاي كلاهك‌دار الگوي انرژي يكپارچه‌تر، ميل اتصال قوي‌تر و برهم‌كنش‌هاي هيدروژني هدفمندتري با سايت فعال گيرنده نشان دادند. اين موضوع بيانگر آن است كه كلاهك‌گذاري مي‌تواند سبب تقويت پيوندهاي كليدي، كاهش آزادي چرخشي و در نتيجه افزايش كيفيت اتصال شود. يافته‌ها اهميت كلاهك‌گذاري در بهبود قابليت اتصال، افزايش نيمه‌عمر مولكولي، كاهش تخريب آنزيمي و ارتقاي كارآمدي دارويي پپتيدها را تأييد مي‌كند. بر اساس نتايج، پيشنهاد مي‌شود براي تكميل تحليل‌ها از نقشه‌هاي بدون اتصال و شبيه‌سازي ديناميك مولكولي استفاده شود تا درك عميق‌تري از مكانيسم اتصال و طراحي پپتيدهاي بهينه حاصل گردد.
  • كليدواژه لاتين
    Drug , Molecular dynamics simulation , Binding affinity , Peptide capping , Protein-protein interactions , Peptide-based therapeutics , Peptide design , discovery
  • عنوان لاتين
    Study of the capping effect on the binding affinity of peptides to their protein targets
  • گروه آموزشي
    زيست شناسي سلولي مولكولي و ميكروبيولوژي
  • چكيده لاتين
    Peptides, as short chains of amino acids, play a fundamental role in regulating biological processes an‎d in the development of targeted therapeutics. Despite their valuable advantages, such as high specificity, favorable biocompatibility, an‎d structural modifiability, several challenges—including instability in biological environments, short half-life, an‎d susceptibility to enzymatic degradation—limit their direct therapeutic application. One of the key strategies to overcome these limitations is N- an‎d C-terminal capping, which can significantly influence the electrical charge, secondary structure, receptor binding affinity, conformational stability, resistance to enzymatic degradation, an‎d membrane permeability of peptides. By forming more stable hydrogen bonds an‎d reducing terminal flexibility, this process enhances self-assembly an‎d improves binding efficiency in the design of nanostructures an‎d peptide-based drugs. In this study, to investigate the effect of terminal capping on the binding affinity of peptides to the receptor, a series of selec‎ted peptide sequences were first modeled in their uncapped form an‎d then subjected to terminal capping. Molecular docking was performed using AutoDock an‎d Vina software, an‎d binding energy, interaction types, an‎d structural stability of the peptide–receptor complexes were eva‎luated. To analyze the trend of changes with increasing sequence length, a stepwise construction approach was employed, in which the structures were gradually extended from dipeptides to heptapeptides, followed by redocking at each stage. This approach enabled a detailed eva‎luation of the effect of chain length extension an‎d the role of capping at each step. The results showed that uncapped peptides, although exhibiting favorable binding energies at certain lengths, displayed greater structural fluctuations an‎d less stable binding behavior. In contrast, capped peptides demonstrated a more consistent energy profile, stronger binding affinity, an‎d more targeted hydrogen-bond interactions with the active site of the receptor. These findings indicate that capping strengthens key interactions, reduces rotational freedom, an‎d consequently enhances binding quality. Overall, the results confirm the importance of capping in improving binding capability, increasing molecular half-life, reducing enzymatic degradation, an‎d enhancing the therapeutic efficiency of peptides. Based on these findings, it is recommended that LigPlot interaction maps an‎d molecular dynamics simulations be employed in future studies to achieve a deeper understan‎ding of the binding mechanism an‎d to facilitate the optimal design of peptide-based therapeutics.
  • تعداد فصل ها
    4
  • فهرست مطالب pdf
    154520
  • نويسنده

    مژده جويباري، هانيه