تجزیه و تحلیل مدل سازی همگرا از برهم‌کنش زیر مجموعه های α و β توکسین شیگا با پروتئین‌های اینترفرون گاما، پروستاگلاندین سنتتاز 2 و سدیم/گلوکز کوترانسپورتر به عنوان گامی در مهار سرطان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

گروه میکروبیولوژی، واحد فلاورجان، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران

چکیده

زمینه و هدف: با پیشرفت فناوری بیوانفورماتیک، اکنون می‌توان با سرعت بیشتری بر روی روش‌های نوین درمان سرطان مانند استفاده از توکسین‌های باکتریایی تحقیق کرد. در این مطالعه بیوانفورماتیکی، امکان اتصال زیرواحدهای توکسین شیگا (StxA و StxB) به پروتئین‌های اینترفرون گاما (IFNG)، پروستاگلاندین سنتتاز 2 (PTGS2) و سدیم/گلوکز کوترانسپورتر (SGLT1) بررسی شد تا بتوان گامی در جهت مهار سرطان برداشت.
روش بررسی: توالی‌های ژنی از پایگاه‌ NCBI استخراج شد. برای توالی‌یابی و مدل سازی ساختار سه بعدی پروتئین‌ها به ترتیب از پایگاه های اطلاعاتی SWISS-MODE و jmol استفاده شد. اثر StxA و StxB بر پروتئین‌های IFNG، PTGS2 و SGLT1 با پایگاه ZDOCK با روش پهلوگیری مولکولی مورد ارزیابی قرار گرفت.
یافته‌ها: ساختار سه بعدی پروتئین‌ها نشان داد که پروتئین StxA مونومر نمی‌باشد و StxB دارای ساختارهای صفحه‌ای است که موجب اتصال آن به سطح سلول می-شوند. مارپیچ‌های آلفا و صفحات بتا در IFNG وجود دارد و این پروتئین مونومری فاقد ساختار سوم متقارن است. PTGS2 دارای ساختار کمپلکس و بزرگ متشکل از چندین مارپیچ آلفا و صفحه بتا است. در SGLT1 که پروتئینی غشاء گذر است، تنها مارپیچ‌های آلفا وجود داشت. میان‌کنش قابل توجهی بین پروتئین شیگا توکسین با هر سه پروتئین IFNG، PTGS2 و SGLT1 وجود دارد.
نتیجه‌گیری: یافته‌های این تحقیق افق‌ جدیدی جهت مطالعات آزمایشگاهی اثر شیگا توکسین جهت بررسی توانایی تحریک سیستم ایمنی، کاهش رشد تومور و درمان سرطان‌ با توجه به امکان اتصال آن به پروتئین‌های مؤثر در این روندها ارائه می‌دهد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Homology modeling analysis of the effect of α and β subunits of the interaction of Shiga toxin with Interferon gamma, Prostaglandin G/H synthase 2, and Sodium/ glucose cotransporter 1 proteins as a step for cancer suppression

نویسنده [English]

  • Haleh parniannejad
1Department of Microbiology, Falavarjan Branch, Islamic Azad University, Isfahan, Iran
چکیده [English]

Background and Objectives: With of bioinformatics technology advancement, new methods of cancer treatment, such as the use of bacterial toxins, can now be explored more rapidly. In the present bioinformatics study, the probable attachment of Shiga toxin subunits to Interferon gamma (IFNG), Prostaglandin G/H synthase 2 (PTGS2), and Sodium/ glucose cotransporter 1 (SGLT1) was investigated to take a step towards cancer suppression.
Methods: The gene sequences were extracted from NCBI database. SWISS-MODE and jmol databases were used to detect the sequence and model the three-dimensional structure of proteins, respectively. The effect of StxA and StxB on IFNG, PTGS2 and SGLT1 proteins was evaluated with ZDOCK data base.
Results: Three-dimensional structure of proteins showed that the StxA protein was not a monomer, and that StxB had flat structures that bound it to the cell surface. Alpha helices and beta sheets are present in IFNG, and this monomeric protein lacks a symmetric tertiary structure. PTGS2 has a large complex structure consisting of several alpha helices and a beta sheet. In SGLT1, which is a transmembrane protein, only alpha helices were seen. There is a significant interaction between Shiga toxin protein and all three proteins IFNG, PTGS2 and SGLT1 by the method of molecular docking.
Conclusion: Findings of this study provide a new dedication for laboratory studies of the effect of Shiga toxin to evaluate its ability to stimulate the immune system, reduce tumor growth and treat cancer according to its ability to attach to the proteins which are effective in these processes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cancer
  • Shiga toxin
  • Interferon gamma
  • Prostaglandin G/H synthase 2
  • Sodium/ glucose cotransporter 1