Zeitschrift für Proteomik und Bioinformatik
Offener Zugang

Abstrakt

Kokainbindende Peptide: Eine Strategie zur Entwicklung biomimetischer Rezeptoren

Deutscher Perez, Marcello Mascini, Manuel Sergi, Michele Del Carlo, Roberta Curini, Luis Alberto Montero-Cabrera und Dario Compagnone

Es wird eine rechnergestützte Methode zur Entwicklung und Rationalisierung der Auswahl kleiner Peptide als biomimetische Rezeptoren für Kokain vorgeschlagen. Die Methode begann mit der Suche und Filterung von Protein-Röntgen- und NMR-Daten von biologischen Rezeptor-Kokain-Komplexen. Auf der Grundlage verschiedener Kokainzonen wurden die an biologischen Bindungsstellen beteiligten Aminosäuren als Dreh- und Angelpunkte ausgewählt, um eine erste Bibliothek von 768 Pentapeptiden zu entwickeln. Die Flexibilität der Peptide wurde untersucht, um die Mindestzahl an Konformeren zu bestimmen, die für einen zuverlässigen berechneten Bindungswert erforderlich ist. Die 25 am höchsten bewerteten Pentapeptide wurden ausgewählt und als Ausgangspunkt verwendet, um eine Bibliothek von 3000 Hexapeptiden zu erzeugen, indem jede der 20 natürlichen Aminosäuren an allen Sequenzpositionen eingefügt wurde. Bei allen Strukturen wurde der Energieaufwand minimiert und Dockingläufe wurden mit dem FRED- Tool von OpenEye Scientific durchgeführt.
Die von FRED berechneten Bindungswerte wurden mit einem vorläufigen experimentellen In-vivo-Test verglichen, bei dem zwei verschiedene Peptide als selektives Sorptionsmaterial für Kokain in der Festphasenextraktionstechnik (SPE) in Verbindung mit Massenspektrometrie (MS) verwendet wurden. Die Simulationsdaten stimmten mit den experimentellen Laborergebnissen überein und unterstützten die in dieser Arbeit vorgeschlagene Methodik.