اثر طول و توالی لینکر بر ساختار و پایداری پروتئین همجوشی mGLP-1-DARPin برای درمان دیابت نوع 2: یک مطالعه محاسباتی

Abstract

مقدمه: پپتید شبه گلوکاگون-1 (GLP-1) یک پپتید امیدوارکننده برای درمان دیابت نوع-2 (T2DM) است. با این حال، پتانسیل استفاده درمانی از GLP-1 به دلیل نیمه‌عمر بسیار کوتاه آن محدود شده است. در این تحقیق، یک پروتئین همجوشی متشکل از پپتید شبه گلوکاگون-1 تغییر یافته مقاوم به پروتئاز (mGLP-1) و دارپین متصل شونده به آلبومین سرم انسانی (HSA-DARPin) که با استفاده از لینکرهای انعطاف‌پذیر و لینکرهای سخت مارپیچ به یکدیگر متصل شده‌اند برای افزایش نیمه عمر این پپتید دارویی طراحی گردید. مواد و روش ­ها: ساختارهای اولیه و ثانویه پروتئین‌های همجوشی‌ طراحی­ شده به روش محاسباتی با ابزارهای بیوانفورماتیکی مطالعه و ویژگی‌های اساسی آنها پیش‌بینی شد. مدل سه‌بعدی با استفاده از سرور TrRosetta از پروتئین‌های همجوشی ایجاد و داکینگ مولکولی بین پروتئین همجوشی و گیرنده‌های مورد نظر با استفاده از سرور ClusPro انجام شد. یافته ­ها: بررسی ساختارهای حاصل نشان داد که لینکر 3(EAAAK) بهترین ساختار و پایداری را به پروتئین همجوشی طراحی‌شده می‌دهد، و پروتئین همجوشی می‌تواند ساختار اصلی مولکول‌های GLP-1 و دارپین را حفظ کند. نتایج داکینگ پروتئین-لیگاند تأیید کننده اتصال بین پروتئین همجوشی طراحی­ شده با گیرنده‌های مورد نظر بود. بحث و نتیجه ­گیری: در تولید پروتئین‌های همجوشی جدید، نمایش و تأیید این که هر دمین از ساختار طراحی‌شده باید به اندازه همولوگ طبیعی آن پایدار و به طور مؤثر کارآمد باشد ضروری به نظر می‌رسد. نتایج این مطالعه نشان داد که پروتئین همجوشی mGLP-1-(EAAAK)3-DARPin می‌تواند در مهندسی پایداری و افزایش نیمه عمر داروی پپتیدی GLP-1 در ترکیب با دارپین متصل شونده به آلبومین سرم انسانی بطور موثر مورد استفاده قرار گیرد.