Περίληψη |
Τα ένζυμα του κυτοχρώματος P450 ανήκουν σε μια υπεροικογένεια ενζύμων που περιέχουν
μια αίμη συμπαράγοντα και είναι υπεύθυνα για τον μεταβολισμό περισσότερου από το 90%
των κλινικών φαρμάκων. Ένα από τα σημαντικότερα ένζυμα αυτής της οικογένειας, το
κυτόχρωμα P450 2D6 (CYP2D6), μεταβολίζει περίπου 25% των κλινικά χρησιμοποιούμενων
φαρμάκων, συμπεριλαμβανομένων κρίσιμων και συχνά χορηγούμενων φαρμάκων όπως τα
αντικαταθλιπτικά, τα χημειοθεραπευτικά, οι β-αναστολείς και τα οπιοειδή. Οι παραλλαγές
του CYP2D6, ενός εξαιρετικά πολυμορφικού τόπου στο γονιδίωμα, είναι ικανές να αλλάξουν
τη μεταβολική λειτουργικότητα του, επηρεάζοντας την αποτελεσματικότητα και την
τοξικότητα πολλών φαρμάκων. Περισσότεροι από 100 απλότυποι του ενζύμου CYP2D6
έχουν ταυτοποιηθεί και καταχωρηθεί στη βάση δεδομένων του Pharmacogene Variation
Consortium (PharmVar, www. pharmvar. org), παρουσιάζοντας μεγάλες διακυμάνσεις στη
ικανότητα μεταβολισμού φαρμάκων και οδηγώντας σε μεταβολές της συγκέντρωσης των
φαρμάκων στο πλάσμα. Ο πλήρης συσχετισμός μεταξύ των γενετικών παραλλαγών και της
μεταβολικής ικανότητας εξακολουθεί να αποτελεί ένα ανοιχτό και δύσκολο ερώτημα. Ο
κύριος στόχος μας ήταν να διερευνήσουμε τους παράγοντες που είναι καθοριστικοί για την
μεταβολική δραστηριότητα του ενζύμου αξιοποιώντας και χρησιμοποιώντας κατάλληλα
μεθόδους Μοριακής Δυναμικής. Η Μοριακή Δυναμική είναι μια εξελιγμένη υπολογιστική
μέθοδος που επιτρέπει την πρόβλεψη της χρονικής εξέλιξης των θέσεων των ατόμων μέσα σε
αλληλεπιδρώντα συστήματα μορίων. Για το σκοπό αυτό, εξετάσαμε τη δυναμική
πολυάριθμων παραλλαγών του CYP2D6, ως μοντέλα λειτουργικών και μη λειτουργικών
ενζύμων. Καταλήξαμε στο συμπέρασμα ότι οι μεταβολές στους b-factors των καταλοίπων
και η ανάλυση Dynamic cross-correlation μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως αναλύσεις για τη
διάκριση των δύο κατηγοριών μεταβολικής δραστηριότητας. Η ανάλυση Molecular Docking
μεταξύ των παραλλαγών του CYP2D6 και του BACE1 αναστολέα επιβεβαίωσε τα
αποτελέσματα μας και ανέδειξε το ρόλο της έλικας I και της K-K' loop και της σχετική τους
κίνησης στη δραστηριότητα του ενζύμου. Τα αποτελέσματα Μοριακής Δυναμικής του
CYP2D6 *1 χρησιμοποιήθηκαν στον προσδιορισμό των σημαντικών περιοχών της πρωτεΐνης
μέσω Markov State Modeling. Βασιζόμενοι σε αυτές τις περιοχές της πρωτεϊνης και
χρησιμοποιώντας τα δεδομένα από την ανάλυση tICA/MSM, δημιουργήθηκε ένα dataset για
κάθε αλληλόμορφο του CYP2D6, το οποίο στη συνέχεια χρησιμοποιήθηκε για τη δημιουργία
ενός μοντέλου πρόβλεψης της μεταβολικής ικανότητας των διαφορετικών αλληλομόρφων.
Είναι η πρώτη φορά που αναπτύσσεται ένα τέτοιο εργαλείο. Τα αποτελέσματα αυτής της
εργασίας έχουν μεγάλη σημασία για τομείς όπως η Εξατομικευμένη Ιατρική, η πρόβλεψη
ανεπιθύμητων ενεργειών φαρμάκων και η ανακάλυψη νέων φαρμάκων.
|