มาลองทำ Molecular Dynamics Simulation ของโปรตีนกันครับ 6

ต่อจากครั้งแล้ว http://www.sakngoi.com/?p=473
กลับมาดูระบบที่ผมพูดถึงในตอนแรก (HIV-RT + ยา) เนื่องจากว่าผมสงสัยว่าที่ปลายของสาย DNA บริเวณ active site ที่มีเจ้า inhibitor มาจับนี้จะมีการสั่นหรือเปลี่ยนแปลงอย่างไร ก็เลยออกแบบการทดลอง โดยลองเปลี่ยนบริเวณนั้นตามตารางด้านล่างนี้ครับ

ระบบ 1,2,5 และ 6 นั้น เป็นสถานการณ์ก่อนที่ inhibitors หรือ nucleotides จะเข้าจับกับสาย DNA ครับ ส่วนระบบ 3,4,7 และ 8 เป็นสถานการณ์หลังจากที่ inhibitors หรือ nucleotides จับกับสาย DNA แล้ว

อันนี้แสดงบริเวณที่สนใจครับ

ส่วนนี้แสดง pathway ของยาที่สนใจ (Adefovir/Tenofovir) ครับ

ระบบที่จะทำ MD ทั้ง 9 ระบบนี้ในแต่ละระบบจะมีอะตอมประมาณ 130,000  อะตอมครับ ส่วนการเตรียมโครงสร้างของแต่ล่ะระบบผมก็ทำคร่าวๆตามนี้ครับ โหลดโครงสร้างจาก PDB.org ที่ต้องการซึ่งก็คือ 1T05 เจ้าโครงสร้างนี้จะมีสาย DNA ที่มี tenofovir diphosphate (PMPApp) ติดมาด้วยแล้ว จากนั้นก็ใช้โปรแกรม LEAP ซึ่งเป็นหนึ่งในหลายโปรแกรมของ AmberTools (http://ambermd.org/#AmberTools) กับ CHIMERA (http://www.cgl.ucsf.edu/chimera/) มาช่วยในการเตรียมโครงสร้างไฟล์ (พวกtopology กับ initial coordinates)  ที่ต้องการของทั้ง 9 ระบบครับ (ถ้าไม่ขี้เกียจผมจะอธิบายให้ฟังครับเตรียมอย่างไรโดยละเอียดครับ :))

ภาพบริเวณ active site ของระบบที่ 1

ภาพบริเวณ active site ของระบบที่ 8

 

ขั้นตอนในการรัน MD ของระบบทั้งหมดนี้ก็คล้ายๆกันครับ เริ่มจากทุกระบบจะถูกทำ energy minimization โดยเทคนิค smooth Particel-Mesh Ewald (PME) ถูกใช้ด้วยสำหรับแรง electrostatic ส่วนระยะแรง van de Waals ถูกเซ็ตไว้ที่ 9 angstrom SHAKE ก็ถูกใช้ด้วยสำหรับพันธะของที่อีกด้านหนึ่งเป็น hydrogen  Langevin dynamics ก็ถูกประยุกต์ใช้ในการการควบคุมอุณหภูมิของระบบให้อยู่ที่ 310 K ความดันก็ถูกควบคุมให้เท่ากับ 1 atm ด้วยLangevin piston method และแต่ละระบบจะรันนาน 2.5 ns

ต่อครับ