Zeitschrift für mikrobielle und biochemische Technologie

Abstrakt

Riboswitches als potentielle Ziele für Aminoglykoside im Vergleich mit rRNA-Molekülen: In-silico- Studie

Elnaz Mehdizadeh Aghdam, Mohammad Esmaeil Hejazi, Mohammad Saeid Hejazi und Abolfazl Barzegar

Riboswitches sind cis-wirkende Riboregulatoren in nicht-kodierenden Regionen der mRNAs. Ihr möglicher Beitrag zur Antibiotika-Zielausrichtung, insbesondere von FMN-, TPP- und Lysin-Riboswitches in Bakterien, ist seit einem Jahrzehnt bekannt. Im Hinblick auf einige Studien zur Möglichkeit der Wechselwirkung zwischen Aminoglykosiden und künstlichen Riboswitches haben wir in dieser Studie versucht, das Bindungspotenzial verschiedener Arten von Aminoglykosiden, darunter Gentamicin, Amikacin, Kanamycin, Neomycin, Tobramaycin, Sisomicin und Paromomycin, mit verschiedenen Klassen von Riboswitches mithilfe von Computermethoden zu bewerten. Durch Anwendung von Auto Dock vina wurde gezeigt, dass die Bindungsenergie aller Arten von Riboswitches mit unterschiedlichen Arten von Aminoglykosiden (Riboswitches/Aminoglykoside) fast gleich oder manchmal höher ist als die Bindungsenergie des Aminoglykosids mit dem entsprechenden Bindungskäfig der „16S rRNA A-Stelle“ (16S rRNA A-Stelle/Aminoglykoside) als Zielstelle der Aminoglykoside. Die Affinität zwischen Riboswitches und Aminoglykosiden ist fast gleich oder höher als die Affinität von Riboswitches/natürlichen Liganden. In dieser Studie wurde Ampicillin als Antibiotikum zur Negativkontrolle und 5S rRNA als RNA-Negativkontrolle verwendet. Die Ergebnisse zeigten, dass die Bindungsenergien von Riboswitches/Ampicillin und 5S rRNA/Aminoglykosiden üblicherweise niedriger sind als die Energie von Riboswitches/Aminoglykosiden. Dementsprechend wurden Lysin-, Glycin- und SAM-I-Riboschalter aufgrund ihrer höheren Bindungsenergie als die besten RNA-Ziele für alle Aminoglykoside erkannt. Im nächsten Schritt wurden die Docking-Ergebnisse durch das rDock-Programm weiter validiert. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass die Wasserstoffbindung eine Schlüsselrolle bei der Bindungsenergie zwischen Aminoglykosiden und Riboschaltern spielt. Darüber hinaus bestätigten MD-Simulationsstudien am Lysin-Riboschalter/Paromomycin-Komplex die Stabilität der angedockten Struktur in dem Lösungsmittel, das Magnesium- und Chloridionen enthält.