کشف مهارکننده علیه آنزیم سرین-ترئونین پروتئین کیناز4 با استفاده از مطالعات داکینگ مولکولی و دینامیک مولکولی جهت درمان دیابت

امروزه، دیابت شیرین یک چالش عمده برای سلامتی انسان است. سرین/تریونین پروتیین کیناز 4 (STK4) یک تنظیم کننده اصلی مرگ سلول های بتای پانکراس و از دست دادن عملکرد این سلول ها بوده و افزایش فعالیت آن می تواند منجر به دیابت نوع 1 و 2 شود. نقض STK4 منجر به بازیابی سلول های بتای واجد عملکرد و قند خون طبیعی می شود. در مطالعه حاضر، برای اولین بار، از مدل سازی مولکولی جهت کشف مهارکننده قوی علیه STK4 استفاده شده است.  

در این مطالعه، از میان 51220 مولکول در پایگاه داده ZINC، ما جهت انجام غربالگری مجازی و انتخاب مهارکننده های موثر علیه STK4 از روش داکینگ مولکولی استفاده کردیم. ساختارهای با کمترین انرژی آزاد اتصال، مورد مطالعه دینامیک مولکولی توسط نرم افزار Desmond به مدت 100 نانوثانیه قرار گرفتند. خواص ADME ترکیبات انتخاب شده توسط نرم افزار Qikprop محاسبه شد.  

غربالگری مجازی نشان داد که ترکیبات با شماره شناسایی ZINC95918625، ZINC85569233، ZINC03874317، ZINC00105086 و ZINC14819359 می تواند به عنوان مهارکننده های STK4 مورد بررسی قرار گیرد. در میان آنها، مولکول  ZINC95918625 دارای کمترین انرژی آزاد اتصال بود (11/67- کیلوکالری بر مول). پس از 100 نانوثانیه از دینامیک مولکولی، مولکول ZINC95918625 با ریشه آمینواسیدهای لایزین 59، گلوتامات 73، سیستیین 105، و گلایسین 153 از آنزیم STK4 از طریق پیوند هیدروژنی برهم کنش داد. آنالیز ADME نشان داد که همه پارامترهای فارماکوکینتیکی مولکول ZINC95918625 در دامنه قابل قبول بود.

مطالعه ما می تواند اطلاعات باارزشی در مورد مهارکننده های جدید شناسایی شده برای درمان دیابت ارایه دهد. نتایج این مطالعه نشان می دهد که مولکول ZINC95918625 می تواند به عنوان یک مهارکننده جدید آنزیم STK4 در مطالعات تکمیلی مورد استفاده قرار گیرد.