عنوان کارگاه: تداخل پروتئین‌ - پروتئین‌ (protien-protein interaction)

 

شرح

طیف وسیعی از فرایندهای بیولوژیکی را شامل می شود، از جمله برهم کنش رسپتور-لیگاند، سلول به سلول و کنترل متابولیسم و رشد و تکامل سلول . PPI یکی از اهداف اصلی در علم سیستم بیولوژی است. همچنین مطالعه PPI ها نیز برای تعیین عملکرد پروتئین درون سلول بسیار مهم است. برای درک بهتر از عملکرد بیولوژیکی یک پروتئین، دانش ساختار سه بعدی آن بسیار مهم است. شناسایی ساختارهای پروتئینی عمدتا با دو روش مختلف به دست می آید: کریستالوگرافی اشعه ایکس (X-ray)و رزونانس مغناطیسی هسته ای (NMR).‎ با توجه به آمار بانک اطلاعات پروتئینی ((PDB ، ساختار حدود ۱۰۶۵۹۵ پروتئین توسط روش X-ray و ۱۰۲۹۶ پروتئین با NMR شناسایی شده است. اکثرعملکرد پروتئین ها به وسیله برهم کنش با پروتئین های دیگر و تشکیل یک کمپلکس فعال مشخص می شود. به دلیل محدودیت های که در این روش ها وجود دارد تنها چند صد کمپلکس پروتئین – پروتئین درPDB موجود است. در واقع در روش X-ray، پویایی از شکل گیری کمپلکس ها باعث می شود که کریستالیزاسیون آنها دشوار باشد و در NMR یک مسئله مهم، محدودیت اندازه در هنگام استفاده از کمپلکس ها با وزن مولکولی بالا است و همچنین در NMR اسید امینه ها در برهم کنش دو پروتئین شناسایی می شوند ولی جهت گیری دو پروتئین نسبت بهم مشخص نمی شود. بنابراین در کنار این روش های آزمایشگاهی، روش های تئوری برای مطالعه PPI نیز ضروری است. روش های مبتنی بر داکینگ اکنون در حال ظهور است که طی چند سال گذشته پیشرفت خوبی داشته است. داکینگ یک الگوریتم خودکار کامپیوتری است که نحوه اتصال دو مولکول را پیش بینی می کند زمانی که به یکدیگر متصل می شود تا یک کمپلکس پایدار ایجاد کنند. در واقع داکینگ، دانش های ساختاری قابل توجهی در مورد PPI فراهم می آورد که از طریق آن اطلاعاتی در مورد عملکرد پروتئین ها می توان نتیجه گیری کرد. فرایند داکینگ شامل تعیین جهت گیری، ساختار هندسی کنفورماسیونی و رتبه بندی می باشد که معیار رتبه بندی، اندازه گیری انرژی اتصال یا انرژی آزاد است. این مقادیر کمی را می توان به اطلاعات سه بعدی PPI تبدیل کرد و با نرم افزارهای مربوطه مشاهده کرد و مورد تجزیه وتحلیل قرار داد.

با توجه به دشوار بودن و گاهی غیرممکن بودن بررسی PPI ها در شرایط آزمایشگاهی، امروزه از روش داکینگ مولکولی به طور گسترده در بررسی موتاسیون ها در برهم کنش های پروتئین ها، بررسی تغییرات ساختاری ماکرومولکولها هنگام اینترکشن با یکدیگر، بررسی انواع پیوند ها در PPI، بررسی اسید امینه های که در ایجاد PPI دخیل اند و ... استفاده می شود. بنابراین روش داکینگ مولکولی می تواند نقشی ارزشمند در مطالعات PPI ها در زمینه تحقیقات سلولی و مولکولی و همچنین روشی موفق و سودمند و با صرفه اقتصادی (کاهش تعداد آزمایشات لازم و صرفه جویی در وقت و هزینه ) در فرایند طراحی دارو باشد.

سرفصل دوره

مقدمه ای بر مبانی تئوری PPI

آشنایی با انواع مطالعات PPI

مواد و روش ها

اشنایی و آموزش برنامه های مورد نیاز جهت داکینگ

انجام عملی یک مورد داکینگ پروتئین- پروتئین با برنامه های مربوطه

آموزش تفسیر و آنالیر نتایج

اصول دینامیک مولکولی کمپلکس پروتئین- پروتئین

اجرای عملی یک مورد دینامیک مولکولی از کمپلکس پروتئین- پروتئین با استفاده از پکیج نرم افزاری Gromacs

تفسیر و آنالیر نتایج دینامیک مولکولی کمپلکس پروتئین- پروتئین با نرم افزار  Grace

 

اهداف دوره:

آشنایی با مفهوم و انواع کاربردهای PPI به دلیل استفاده از مزایای آن در بیولوژی، ایجاد توانایی در مخاطبان به منظور استفاده از تکنیک های داکینگ پروتئین - پروتئین، ایجاد توانایی در مخاطبان برای انجام شبیه سازی دینامیک مولکولی کمپلکس پروتئین – پروتئین، توانایی در آنالیز و تفسیر نتایج داکینگ و دینامیک مولکولی کمپلکس پروتئین – پروتئین

 

کاربرد دوره:

استفاده در مطالعات مهندسی پروتئین، مطالعه ی کمپلکس های پروتئین-پروتئین، تشخیص مولکولی ، بررسی تاثیر انواع موتاسیون ها در برهم کنش پروتئین ها، بررسی PPI در مسیرهای پیام رسانی در سرطان های مختلف، مطالعه انواع پروژه های داکینگ، استفاده در پروژه های طراحی دارو مبتنی بر مهار PPI ،مطالعات پروتئین های جدید و ...

 

مخاطبین:

فارغ التحصیلان و دانشجویان کارشناسی، کارشناسی ارشد، و دکترای انواع گرایش های علوم زیستی پایه و بالینی، داروسازی، شیمی دارویی، بیوانفورماتیک، گرایش های مختلف شیمی، بیوتکنولوژی پزشکی و دارویی، بیوشیمی، بیوفیزیک، پزشکی مولکولی، میکروبیولوژی، ژنتیک،باکتری شناسی، پروتئومیکس، ویروس شناسی، ایمونولوژی، قارچ شناسی، انگل شناسی، محققین موسسات تحقیقاتی و شرکت های دارویی و دانشگاهی.

پیش نیاز

گذراندن دوره بستر محاسباتی

مدت دوره:

دو روز، ۱۲ ساعت