چکیده:
پروتئین های ras نقش مهمی در اعمال سلولی نظیر رشد و تمایز سلولها دارند. انکوژن ras یکی از مشهورترین انکوژنهای شناخته شده در سرطانهای انسانی است. پروتئین های ras به مولکولهای GDP و GTP متصل شده و GTP را به GDP هیدرولیز می کنند. آنها در حالت فعال یا روشن به GTP و در حالت غیرفعال یا خاموش به GDP متصل می شوند. پروتئین های ras طبیعی بواسطه موتاسیون Gly12 به Val فعال می شوند. این موتاسیون در بعضی سلولهای سرطانی مثانه انسان مشاهده شده است. موتاسیون Gly12 به Val سبب می شود که ثابت سرعت تفکیک GDP در ras از 3-^10×7.8 min^-1 به 3-^10×3.3 min^-1 کاهش یابد. در اینجا روش اغتشاش در انرژی آزاد (FEP) و محاسبات مکانیک و دینامیک مولکولی برای بدست آوردن تغییرات انرژی آزاد در پروتئین ras طبیعی و موتان متصل به GDP استفاده شد. این محاسبات با کمک برنامه کامپیوتری AMBER صورت گرفت. نتایج نشان می دهد که تغییرات انرژی آزاد محاسبه شده نزدیک به تغییرات بدست آمده به طور تجربی می باشد. بنابراین روش FEP می تواند تغییرات انرژی آزاد را به طور قابل قبولی پیشگویی کند. این نتایج همچنین نشان می دهد که موتاسیون Gly12 به Val نمی تواند تغییر ساختاری قابل توجهی در کمپلکس GDP-ras ایجاد کند.
Ras proteins play important roles in cell functions, these proteins bind guanosine diphosphate (GDP) or guanosine triphosphate (GTP) with high affinity, and hydrolyze GTP to GDP. One of the most commoly identified oncogens in human cancers is the ras oncogene. In the active state or “ON” they are complexed with GTP, in the inactive state or “OFF” with GDP. Normal ras genes become activated through mutation of Glay 12 to Val. The above mutation was observed in some human carcinoma cells. The mutation of Gly 12 to Val leads to a 2.4 flod decrease in GDP dissociation rate constant of ras. The free energy perturbation (FEP) method, which uses statistical mechanics and molecular dynamics, was used to calculate the differential free energy of binding of GDP to native ras and the ras mutant (Gly 12 to Val). The AMBER package was used to do the free energy perturbation calculations. The calculated free energies are very close to those determined experimentally. The result from FEP simulation indicate that FEP method can predict energy trend reasonably well. These results also show that mutation of Gly 12 to Val does not bing about a considerable structural change in the complex Enzyme-GDP.