CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM
2.2.3. Phương pháp mô phỏng docking phân tử với wMUS81
2.2.3.1. Xây dựng cấu trúc và chuẩn bị thông số đầu vào của phối tử
Cấu trúc hai chiều và ba chiều của các hợp chất nghiên cứu được xây dựng bằng phần mềm Marvin và Pymol 2.2.2 [73]. Các phối tử được tối ưu hóa năng lượng trong Gaussian bằng hàm DFT (B3LYP/6-31g (d, p)) [74]. Chúng tôi sử dụng hợp chất thuốc Mitoxantrone đã được dùng trong điều trị ung thư và có cơ chế ức chế MUS81 làm chất chuẩn.
2.2.3.2. Xây dựng cấu trúc và chuẩn bị thông số đầu vào của protein
Cấu trúc 3D của protein wMUS81 được tải về từ ngân hàng cơ sở dữ liệu protein RCSB (https://www.rcsb.org/) với ID là 2MC3 [75]. Phần mềm AutoDock Tools (MGLTools) được sử dụng để chuẩn bị cấu trúc protein cho quá trình mơ phỏng [76].
2.2.3.3. Docking phân tử
Phần mềm AutoDock Tools (MGLTools) được sử dụng để chuẩn bị dữ liệu đầu vào cho mô phỏng tương tác phân tử, khiến protein trở thành đích tác dụng tự do, các phân tử nước đã được loại bỏ. Phân tử protein được bổ sung các nguyên tử hydro phân cực, tham số solvat hóa và tính năng lượng Kollman. Thơng tin tọa độ của các nguyên tử trong protein được trích xuất dưới định dạng PDBQT và được dùng để chạy AutoGrid và AutoDock.
Sử dụng các phần mềm Pymol, Discovery Studio Vizualizer, LigPlus và Maestro để phân tích kết quả mơ phỏng, biểu diễn độ dài liên kết hydro giữa phối tử và protein. Hộp lưới được xây dựng để bao gồm các amino acid cấu thành vùng hoạt động protease có kích thước 50 × 60 × 60 (x × y × z) với khoảng cách điểm lưới là 0.375 Å bao gồm các amino acid (ARG59, ARG60, LEU62, HIS63, ASN65, LEU68, ARG69- Hình 2-6)
Hình 2-3. Mơ phỏng tương tác phân tử tại vùng hộp lưới trên protein wMUS81
AutoGrid và AutoDock được sử dụng để tính tốn ái lực liên kết giữa phối tử và protease. Các tham số của thuật toán di truyền Lamarckian (LGA) được thiết lập với 50 lần mô phỏng cho mỗi phối tử. Các thông số đi kèm cho chạy mô phỏng hiệu năng cao được thiết lập bao gồm: population size 300, maximum number of energy
evaluations 25,000,000, maximum number of top individuals 1, mutation rate 0.02, crossover rate 0.8, root-mean-square cluster tolerance 2.0 Å.
Cấu hình của hệ thống máy tính được sử dụng cho mô phỏng như sau: Intel®CoreTM i7-9700K CPU @ 3.60 GHz, 32 GB DDR4 RAM, hệ điều hành Ubuntu-Linux 14.04.6 LTS. Các kết quả thu được của q trình mơ phỏng được phân tích thơng qua các phần mềm PyMOL, LigPlot+, Discovery Studio Visualizer và Maestro (Schrưdinger). LigPlot+ và PyMOL dùng để tính độ dài liên kết hydrogen và biểu thị các amino acid tham gia tương tác.
Cấu hình liên kết có điểm năng lượng giá trị âm nhiều nhất được tính là cấu hình khả dĩ nhất và được lựa chọn để phân tích tiếp theo.