การกลายพันธุ์บนคอมพิวเตอร์และการพยากรณ์โครงสร้างพันธุ์กลายของโดเมนอาร์ของโคลิซินเอ็น

Abstract

โคลิซินเอ็น (coIN) เป็นแบคเทอริโอซินชนิดโคลิซิน โดยเป็นโปรตีนที่มีฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรีย ซึ่ง Escherichia coli ผลิตขึ้นในสภาวะแข่งขัน โดยกลไกความเป็นพิษของโคลิชินแตกต่างกันขึ้นกับชนิดของโคลิชินนั้น ๆ กลไกดังกล่าวได้แก่ DNase tRNase และการก่อรู โดย coIN นับเป็นหนึ่งในชนิดที่ก่อรูบนผนังเซลล์ มีการศึกษารายงานถึงคุณสมบัติต่อต้านมะเร็งของโคลิชินชนิดก่อรูบางชนิด เช่น โคลิซินเอ และ โคลิชินอี 1 ขณะที่คุณสมบัติดังกล่าวใน colN ยังไม่ได้รับการศึกษา จากที่กล่าวมาข้างต้น การศึกษาความเป็นพิษต่อเซลล์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมของ COIN จึงเป็นที่น่าสนใจจากความรู้ว่าที่ว่าประจุบนพื้นผิวของเซลล์มะเร็งนั้นมีความเป็นลบ ผู้วิจัยจึงสนใจในการวิศวกรรมพันธุ์กลายของ colN ที่มีมีประจุเป็นบวกมากขึ้น เพื่อศึกษาวิเคราะห์และปรับปรุงฤทธิ์ของ coIN ต่อเซลล์มะเร็ง อย่างไรก็ดี การกลายพันธุ์บางรูปแบบอาจทำลายโครงสร้างและการทำหน้าที่ของโปรตีนได้ ในการศึกษาบนคอมพิวเตอร์นี้ จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินและเสนอแนะการกลายพันธุ์ที่ไม่ทำให้เกิดความไม่คงตัว มีความเหมาะสมต่อการศึกษาฤทธิ์ชีวภาพต่อไปขั้นแรก จะหาตำแหน่งของตำแหน่งของกรดอะมิโนประจุลบที่มีความเข้าถึงได้สูงที่สุดและเป็นตำแหน่งของโครงสร้างที่เกิดไม่เกิดพันธะไฮโดรเจนกับโครงสร้างหลักหรือโซ่ข้าง โดยใช้เครื่องมือ Rosetta Supercharge จึงพบแอสปาร์เตตที่ตำแหน่ง 150 และ 154 บนโดเมนอาร์ต่อมาในขั้นตอนที่สองจะเป็นการวิเคราะห์โปรตีนพันธุ์กลายประจุบวกที่ตำแหน่งทั้งสองถูกแทนที่ด้วยไลซีน และ/หรือarรูi โดยใช้เครื่องมือทำนายความคงตัวของโปรตีนพันธุ์กลายหลายชนิดและทำการจำลองแบบโครงสร้งด้วยวิธีจำลองโครงสร้างจากโปรตีนต้นแบบโดยโครงสร้างที่ถูกจำลองขึ้นจะนำมาวิเคราะห์ด้วยเครื่องมือประเมินโครงสร้างชนิดต่าง ๆ ต่อมาจึงทำการจำลองแบบพลวัตเชิงโมเลกุลเพื่อยืนยันความคง ตัวของโครงสร้างโปรตีน โดยสรุปสุดท้ายผู้วิจัยเสนอแนะ coIN พันธุ์กลายที่ตำแหน่ง D150RD 154R สำหรับใช้ในการทดลองความป็นพิษต่อเซลล์ต่อไป อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการศึกษานี้เป็นการศึกษาทางคอมพิวเตอร์ จึงต้องทำการทดลองในห้องปฏิบัติการร่วมด้วย ได้แก่ การใช้ circular dichroism spectroscopy เพื่อยืนยันโครงสร้างโปรตีนพันธุ์กลาย และควรมีการศึกษาเพื่อทำการกลายพันธุ์อย่างเข้มข้นขึ้นเพื่อให้ได้โปรตีนพันธุ์กลายที่มีความเป็นบวกมากขึ้น