vestichИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Chemical Series1561-83312524-2342The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8331-2020-56-1-88-95vestich-570Research ArticleБИООРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯBIOORGANIC CHEMISTRYМолекулярный докинг лигандов перспективных для сорбции IgG из биологических жидкостейMolecular docking of ligands promising for IgG sorption from biological fluidsПустюльгаЕ. С.PustsyulgaE. S.

Пустюльга Егор Сергееевич – научный сотрудник

ул. акад. В. Ф. Купревича, 5/2, 220141, Минск

Egor S. Pustyulga – Researcher

5/2, acad. V. F. Kuprevich Str., 220141, Minsk

zeroed.inside@gmail.comГрибовскаяО. В.GribovskayaO. V.

Грибовская Ольга Викторовна – старший научный сотрудник

ул. акад. В. Ф. Купревича, 5/2, 220141, Минск

Olga V. Gribovskaya – Senior Researcher

5/2, acad. V. F. Kuprevich Str., 220141, Minsk

olymelnik@yandex.ruЕрмолаЕ. М.ErmolaE. M.

Ермола Евгений Михайлович – научный сотрудник

ул. акад. В. Ф. Купревича, 5/2, 220141, Минск

Eugeny M. Ermola – Researcher

5/2, acad. V. F. Kuprevich Str., 220141, Minsk

ermola.e@tut.byГолубовичВ. П.GolubovichV. P.

Голубович Владимир Петрович – доктор биологических наук, профессор, зав. лабораторией

ул. акад. В. Ф. Купревича, 5/2, 220141, Минск

Vladimir P. Golubovich – D. Sc. (Biology), Professor, Head of the Laboratory

5/2, acad. V. F. Kuprevich Str., 220141, Minsk

golubovich@iboch.byИнститут биоорганической химии Национальной академии наук БеларусиInstitute of Bioorganic Chemistry of the National Academy of Sciences of Belarus2020190320205618895Copyright © Пустюльга Е.С., Грибовская О.В., Ермола Е.М., Голубович В.П., 20202020Пустюльга Е.С., Грибовская О.В., Ермола Е.М., Голубович В.П.Pustsyulga E.S., Gribovskaya O.V., Ermola E.M., Golubovich V.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestichem.belnauka.by/jour/article/view/570

Гиперпродукция иммуноглобулинов класса G (IgG) является основным патогенным фактором при аутоиммунных заболеваниях. Для устранения высокого уровня иммуноглобулинов класса G применяются специфические сорбенты. В качестве инструмента для теоретического поиска лигандов сорбентов для удаления IgG из биологических жидкостей может применяться молекулярный докинг. С помощью докинга проведено моделирование взаимодействий аминокислот с IgG. Исходя из результатов докинга, были выявлены активные аминокислоты и предложены возможные комбинации из них для создания дии трипептидных последовательностей. В результате расчетов было выявлено, что лучшими по энергии взаимодействия в ряду аминокислот обладают ароматические аминокислоты (Tyr, Trp, Phe), созданные на их основе дии трипептиды (Trp-DTyr, Phe-DTyr, Trp-Phe-DTyr, Phe-Trp-DTyr) имеют высокую энергию связывания к белкам IgG, а трипептиды (Trp-Phe-DTyr, Phe-Trp-DTyr) не только демонстрируют высокую энергию взаимодействия с общим IgG, но и могут быть разделены в своей активности относительно подклассов иммуноглобулинов класса G.

Hyperproduction of immunoglobulin G (IgG) is a major pathogenic factor in autoimmune diseases. Specific sorbents are used to eliminate the high level of IgG. Molecular docking can be used as a tool for theoretical search for sorbent ligands for the IgG removal from biological fluids. Using docking, modeling of amino acid interactions with IgG ligands was performed. Based on the docking results, active amino acids were identified and possible combinations of them were proposed for the creation of diand tripeptide sequences. As a result, aromatic amino acids (Tyr, Trp, Phe), di-and tripeptides based on them (Trp-DTyr, Phe-DTyr, Trp-Phe-DTyr, Phe-Trp-DTyr) were found to have high activity for IgG proteins, and three peptides (Trp-Phe-DTyr, Phe-Trp-DTyr) not only show high activity to total IgG, but can also be divided in their activity relative to subclasses of class G immunoglobulins.

сорбциясорбентыиммуноглобулиныподклассыбелкилигандыпептидымолекулярное моделированиедокингsorptionsorbentsimmunoglobulinssubclassesproteinsligandspeptidesmolecular modelingdockingReferencesИммуносорбция в лечении дилатационной кардиомиопатии / К. И. Бардахивская [и др.] // Эфферентная и физ.хим. терапия. – 2012. – № 3. – С. 7–10.Bardahivskaya K. I., Nikolaev V. G., Uvarov V. Y., Tsimbalyuk R.. S., Ivanyuk A. A. Immunosorption in the treatment of dilated cardiomyopathy. Efferentnaya i fiziko-khimicheskaya meditsina [Efferent and physicochemical medicine], 2012, no. 3, pp. 7–10 (in Russian).Витковский, Ю. А. Состояние гуморального Иммунитета у детей при пиелои гломерулонефрите / Ю.А. Витковский, Е. П. Батаева // Забайкал. мед. вестн. – 2010. – № 1. – С. 30–33.Vitkovskii, Yu. A., Bataeva E. P. The state of humoral immunity in children with pyeloand glomerulonephritis. Zabaikal’skii meditsinskii vestnik = Transbaikalian Medical Bulletin, 2010, no. 1, pp. 30–33 (in Russian).Bosch, T. Therapeutic Apheresis–State of the Art in the Year 2005 / T. Bosch // Therapeutic Apheresis and Dialysis, 2005. – Vol. 9, N 6. – P. 459–468. https://doi.org/10.1111/j.1744-9987.2005.00306.xBosch, T. Therapeutic Apheresis–State of the Art in the Year 2005. Therapeutic Apheresis and Dialysis, 2005, vol. 9, no. 6, pp. 459–468. https://doi.org/10.1111/j.1744-9987.2005.00306.xComputational Methods in Drug Discovery / G. Sliwoski [et al.] // Pharmacol Rev. – 2014. – Vol. 66, N 1. – P. 334–395. https://doi.org/10.1124/pr.112.007336Sliwoski G., Kothiwale S., Meiler J., Lowe E. W. Computational Methods in Drug Discovery. Pharmacological reviews, 2014, vol. 66, no. 1, pp. 334-395. https://doi.org/10.1124/pr.112.007336Recent advences in computer-aided drug design as applied to anti-influenza drug discovery / P. L. Mallipeddi [et al.] // Curr. Top. Med. Chem. – 2014. – Vol. 14, N 16. – P. 1875–1889. https://doi.org/10.2174/1568026614666140929153812Mallipeddi P. L., Kumar G., White S. W., Webb T. R. Recent advences in computer-aided drug design as applied to anti-influenza drug discovery. Current Topics in Medicinal Chemistry, 2014, vol. 14, no. 16, pp. 1875–1889. https://doi.org/10.2174/1568026614666140929153812Di Muzio, E. DockingApp: a user-friendly interface for facilitated docking simulations with AutoDock Vina. / E. Di Muzio, D. Toti, F. Polticelli // J. of Computer-aided Mol. Design. – 2017. – Vol. 31, N 2. – P. 213–218. https://doi.org/ 10.1007/S10822-016-0006-1Di Muzio E., Toti D., Polticelli F. J. Docking App: a user-friendly interface for facilitated docking simulations with AutoDock Vina. Journal of Computer-Aided Molecular Design, 2017, vol. 31, no. 2, pp. 213–218. https://doi.org/10.1007/S10822-016-0006-1Ройт, А. Иммунология / А. Ройт, Дж. Бростофф, Д. Мейл. – М.: Мир, 2000. – 561 с.Roitt I., Brostoff J., Male D. Immunology. St. Louis, Mosby, 1998. 459 p.Trott, O. Autodock Vina: improving the speed and accuracy of docking with a new scoring function, efficient optimization and multithreading / O. Trott, A. J. Olson // J. of Comp. Chem. – 2010. – Vol. 31, N 2. – P. 455–461.Trott O., Olson A. J. Autodock Vina: improving the speed and accuracy of docking with a new scoring function, efficient optimization and multithreading. Journal of Computational Chemistry, 2010, vol. 31, iss. 2, pp. 455–461. https://doi.org/10.1002/jcc.21334.RCSB PDB [Electronic resource]: Research Collaboratory for Structural Bioinformatics Protein Data Bank. – Mode of access: https://www.rcsb.org. – Date of access: 24.11.2019.RCSB PDB. Research Collaboratory for Structural Bioinformatics Protein Data Bank. Available at: https://www.rcsb.org (accessed 24 November 2019).Теория и практика иммуноферментного анализа / А. М. Егоров [и др.] – М.: Высш. шк., 1991. – 288 с.Egorov A. M., Osipov A. P., Dzantiev B. B., Gavrilov E. M. Theory and practice of enzyme immunoassay. Moscow, Vysshaya shkola Publ., 1991. 288 p. (in Russian).Kisfaludy, L. Preparation and applications of pentafluorophenyl esters of fluorenylmethyloxycarbonyl amino acids for peptide synthesis / L. Kisfaludy, I. Schon // Synthesis. – 1983. – N 4. – P. 325–327. https://doi.org/10.1055/s-1983-30327Kisfaludy L., Schon I. Preparation and applications of pentafluorophenyl esters of fluorenylmethyloxycarbonyl amino acids for peptide synthesis. Synthesis, 1983, no. 4, pp. 325–327. https://doi.org/10.1055/s-1983-30327

The authors declare that there are no conflicts of interest present.