Aktin modelinde protein-ligand etkileşimlerinin yeni yaklaşımlar çerçevesinde incelenmesi

Ökaryotik hücrelerde en çok bulunan protein olan aktin; globular (G-monomer) ve flamentoz (F-zincir) olmak üzere iki farklı formda bulunmaktadır. Monomer aktin 43 kDa ağırlığında olup, birincil yapısı 375 aminoasit ve dört ayrı alt ünite (subdomain) içermektedir. G-aktin sentez sonrası; asitillenme, ADP-ribozillenme ve fosforillenme gibi modifikasyonlara uğrayabilir. Aktin draglarla (falloidin, cucurbitacin, kolşisin), membran, sitoiskelet ve plazma proteinleriyle ve protein sentez faktörlerinden elongasyon faktörü 1 ve 2, ribozomlar, tRNA ve apoptoz ile bağlantılı DNaz I ile etkileşime girdiği bilinmektedir. Aktin bu etkileşimler sonrası birçok hücresel fonksiyonda (hücre iskeleti, hareket, bölünme, taşıma, sinyalizasyon, apoptoz ve protein sentezi) işlev görmektedir. Protein-ligand etkileşimlerinin incelenmesi; ilaç moleküllerinin hücresel hedeflerle etkileşimi, süresi ve dışarı atılımı süreçlerinin belirlenmesi amacıyla hücresel termal kayma (CETSA ve TSA) yöntemleri kullanılmaktadır. Bu yöntemler hedef ve kişiye yönelik ilaç tasarımında ve protein-ligand bağlanma afiniteleri konusunda kullanılabilir. Proteinlerin termal stabilitesi, ligand ve drag bağlanmasıyla artmakta ve denatürasyon eğrileri (erime ısısı; Tm) sağa kaymaktadır. Cucurbitacin kabakgiller ailesinden saflaştırılan triterpenoid formlu bir moleküldür. F-aktin ve G-aktin ile etkileştiği gösterilmiş fakat bağlanma bölgesi ve afinitesi saptanamamıştır. Ayrıca dogal veya sentetik cucurbitacinin kanser tedavisinde kullanılabilecektir. Bu çalışmada, protein-ligand etkileşimleri yeni bir yaklaşım olan TSA, aktin modelinde incelenmiştir. Cucurbitacin I-aktin arasındaki ilişki immüm floresan tekniklerle de gösterildi; hücre iskeletininde bozulduğu, aktin kümelenmelerinin olduğu görüldü. Cucurbitacin I üzerine yoğunlaşan çalışmanın TSA sonuçları G-aktinin termal kalımlılıgının (Tm) artması ve toplam floresan şiddetindeki azalmayla aralarındaki etkileşimi göstermektedir. İn vitro ve in vivo etkileşimler ilaç tasarlanmasında veya ilaç etkileşim mekanizmalarının anlaşılmasında önemli bir husus teşkil ettiğinden çalışmalarımızın klinik öncesi çalışmalarda fayda sağlaması mümkündür. Anahtar Kelimeler: Aktin, bağlanma kinetiği, protein-ligand etkileşimleri, termal kayma deneyi, cucurbitacin I