メチレンブルーといくつかのタンパク質との分子ドッキングのコンピュータシミュレーション

[Computer simulation of molecular docking between methylene blue and some proteins of ].

抄録

研究目的:

抗菌光線力学療法における光増感剤と細菌の結合標的をコンピュータシミュレーションによる標的予測法と分子ドッキング研究法を用いて検討し、結合エネルギーを算出すること。

OBJECTIVE: To study the binding target of photosensitizer and bacteria in antimicrobial photodynamic therapy with computer-simulated target prediction and molecular docking research methods and to calculate the binding energy.

方法:

()のタンパク質名はUniprotデータベースとRCSB PDBデータベースで入手してまとめ、メチルレンブルーの構造図はSciFinderデータベース、PubChemデータベース、ChemSpiderデータベース、Chemical Bookでスクリーニングし、ターゲット予測のための立体構造をChemBioDrawソフトで描き確認、Cytoscapeソフトでビジュアルネットワーク図を構築しました。メチレンブルーのターゲットと String データベースの共通ターゲットの間でタンパク質相互作用ネットワークを検索・構築し、FimA、Mfa4、RgpB、Kgp K1 タンパク質を選択し、AutoDock ソフトウェアを使ってメチレンブルーと上記タンパク質のドッキングエネルギーを計算し、分子ドッキングを行いました。

METHODS: The protein names of () were obtained and summarized in Uniprot database and RCSB PDB database; the structure diagrams of methy-lene blue were screened in SciFinder database, PubChem database, ChemSpider database, and Chemical Book, and ChemBioDraw software was used to draw and confirm the three-dimensional structure for target prediction and Cytoscape software was used to build a visual network diagram; a protein interaction network was searched and built between the methylene blue target and the common target of in the String database; then we selected FimA, Mfa4, RgpB, and Kgp K1 proteins, used AutoDock software to calculate the docking energy of methylene blue and the above-mentioned proteins and performed molecular docking.

結果:

標的予測の結果、メチレンブルーの標的候補268個とタンパク質1865個の間には、19個の共通標的が存在することがわかりました。その19の標的とは、groS, radA, rplA, dps, fabH, pyrG, thyA, panC, RHO, frdA, ileS, bioA, def, ddl, TPR, murA, lepB, cobT, and gyrBであった。分子ドッキングの結果、メチレンブルーは FimA タンパク質の 9 サイトに結合し、結合エネルギーは -6.26 kcal/mol、Mfa4 タンパク質の 4 サイトおよび水素結合形成サイト GLU47 と結合し、結合エネルギーは -5.0 kcal/mol であった。91 kcal/mol、RgpBタンパク質の水素結合形成部位であるLYS80の結合エネルギーは-5.14 kcal/mol、Kgp K1タンパク質の6部位と水素結合形成部位GLY1114の結合エネルギーは-5.07 kcal/molであった。

RESULTS: The target prediction results showed that there were 19 common targets between the 268 potential targets of methylene blue and 1 865 proteins. The 19 targets were: groS, radA, rplA, dps, fabH, pyrG, thyA, panC, RHO, frdA, ileS, bioA, def, ddl, TPR, murA, lepB, cobT, and gyrB. The results of the molecular docking showed that methylene blue could bind to 9 sites of FimA protein, with a binding energy of -6.26 kcal/mol; with 4 sites of Mfa4 protein and hydrogen bond formation site GLU47, and the binding energy of -5.91 kcal/mol, the binding energy of LYS80, the hydrogen bond forming site of RgpB protein, was -5.14 kcal/mol, and the binding energy of 6 sites of Kgp K1 protein and the hydrogen bond forming site GLY1114 of -5.07 kcal/mol.

結論:

ターゲット予測のコンピュータシミュレーションと分子ドッキング技術により、メチレンブルーとタンパク質の結合、結合の程度、結合部位を最初に明らかにすることができます。この方法は、今後、光増感剤の細胞や細菌への結合部位をスクリーニングする研究の参考となる。

CONCLUSION: Computer simulation of target prediction and molecular docking technology can initially reveal the binding, degree of binding and binding sites of methylene blue and proteins. This method provides a reference for future research on the screening of binding sites of photosensitizers to cells and bacteria.