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Molecular bioSystems2014Feb01Vol.10issue(2)

TNKS1/TNKS2および阻害剤-IWR1相互作用に関する分子洞察

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文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, Non-U.S. Gov't
概要
Abstract

タンキラーゼ(TNK)はポリ(ADP-リボース)ポリメラーゼ(PARP)タンパク質スーパーファミリーに属し、WNT/β-カテニンシグナル伝達経路で重要な役割を果たします。TNKは、さまざまな癌、遺伝性疾患(ケルビズムなど)、およびヘルペスシンプレックスウイルス(HSV)の複製における影響に対する治療的介入の潜在的な標的です。IWR1阻害剤を使用したTNKの構造の最近の発見は、TNKタンパク質に特異的な薬物の開発を支援するTNKタンパク質に特異的な結合モードに関する洞察を提供しました。現在の研究では、TNKS1とTNKS2の誘導ポケットと計算アプローチを使用したIWR1化合物との分子相互作用を調査しています。TNKS1およびTNKS2の誘導ポケットでのIWR1の分子ドッキング分析が実行されました。得られたタンパク質リガンド複合体は、100 nsのタイムスケールでシミュレートされました。結果は、TNKS1およびTNKS2タンパク質の誘導ポケットでのIWR1の安定した結合を明らかにしました。活性部位のアミノ酸とは別に、タンパク質 - リガンドの結合と複合体の安定性にとって、π-πスタックのペアリング相互作用も重要でした。さらに、エネルギー最適化されたファーマコフォアマッピングが実行され、結果として得られるファーマコフォアモデルには4つ(TNKS1-IWR1)と5つの(TNKS2-IWR1)が含まれていました。ファーマコフォアモデルに基づいて、最適な阻害剤は亜鉛天然産物化合物データベースからスクリーニングされ、これらはTNKS1およびTNKS2に対する潜在的な薬物として使用できます。

タンキラーゼ(TNK)はポリ(ADP-リボース)ポリメラーゼ(PARP)タンパク質スーパーファミリーに属し、WNT/β-カテニンシグナル伝達経路で重要な役割を果たします。TNKは、さまざまな癌、遺伝性疾患(ケルビズムなど)、およびヘルペスシンプレックスウイルス(HSV)の複製における影響に対する治療的介入の潜在的な標的です。IWR1阻害剤を使用したTNKの構造の最近の発見は、TNKタンパク質に特異的な薬物の開発を支援するTNKタンパク質に特異的な結合モードに関する洞察を提供しました。現在の研究では、TNKS1とTNKS2の誘導ポケットと計算アプローチを使用したIWR1化合物との分子相互作用を調査しています。TNKS1およびTNKS2の誘導ポケットでのIWR1の分子ドッキング分析が実行されました。得られたタンパク質リガンド複合体は、100 nsのタイムスケールでシミュレートされました。結果は、TNKS1およびTNKS2タンパク質の誘導ポケットでのIWR1の安定した結合を明らかにしました。活性部位のアミノ酸とは別に、タンパク質 - リガンドの結合と複合体の安定性にとって、π-πスタックのペアリング相互作用も重要でした。さらに、エネルギー最適化されたファーマコフォアマッピングが実行され、結果として得られるファーマコフォアモデルには4つ(TNKS1-IWR1)と5つの(TNKS2-IWR1)が含まれていました。ファーマコフォアモデルに基づいて、最適な阻害剤は亜鉛天然産物化合物データベースからスクリーニングされ、これらはTNKS1およびTNKS2に対する潜在的な薬物として使用できます。

Tankyrases (TNKS) belong to the poly(ADP-ribose)polymerase (PARP) protein super family and play a vital role in the Wnt/β-catenin signaling pathway. TNKS is a potential target for therapeutic intervention against various cancers, heritable diseases (e.g. cherubism) and implications in the replication of herpes simplex virus (HSV). The recent discovery of the structure of TNKS with an IWR1 inhibitor has provided insight into the binding modes which are specific for the TNKS protein which will aid in the development of drugs that are specific for the TNKS protein. The current study investigates molecular interactions between the induced pocket of TNKS1 and TNKS2 with an IWR1 compound using computational approaches. Molecular docking analysis of IWR1 at the induced pocket of TNKS1 and TNKS2 was performed. The resulting protein-ligand complexes were simulated for a timescale of 100 ns. Results revealed the stable binding of IWR1 at the induced pocket of TNKS1 and TNKS2 proteins. Apart from active site amino acids, π-π stack paring interactions were also crucial for the protein-ligand binding and stability of the complex. Further, energy-optimized pharmacophore mapping was performed and the resulting pharmacophore model contained a four (TNKS1-IWR1) and five (TNKS2-IWR1) featured sites. Based on the pharmacophore models, the best inhibitors were screened from the ZINC natural product compound database and these could be used as potential drugs against TNKS1 and TNKS2.

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