Studium inhibitorů matrix metaloproteináz s využitím dockingu

Mgr. Jan Ryška

Bachelor's thesis

Docking study of matrix metalloproteinase inhibitors

Abstract:

Molekulové dokování je důležitým nástrojem používaným v mnoha oblastech výpočetní chemie. Cílem protein-ligand dokování je nalezení energeticky výhodných vazebných módů ligandu s proteinem, jehož trojrozměrnou strukturu známe. Tato práce je zaměřena na popis několika běžných postupů a algoritmů používaných při hledání optimální konformace výsledného protein-ligand komplexu. Klade si též za cíl poskytnout přehled a srovnání několika běžně používaných dokovacích programů. Software byl testován na rodině matrix metalloproteinas za účelem ohodnocení, jak jednotlivé programy zacházejí s atomy kovů. Struktury všech proteinů i ligandů byly optimalizovány, dokovány všemi programy a výsledky byly srovnány s experimentálně naměřenými daty. Hodnocený software byl v mnoha případech schopen najít správnou konformaci ligandu, nicméně výsledky ukazují závažné problémy při výpočtu vazebných energií výsledných komplexů.

Abstract:

Molecular docking is an important tool in computational chemistry and computer-aided drug design. The goal of ligand-protein docking is to identify favored binding modes of a ligand with a protein of known three-dimensional structure. This thesis is focused on describing several approaches and algorithms used to find the optimal conformation of resulting ligand-protein complex. It also aims to provide overview and assessment of several commonly used docking software. We tested the programs on a set of matrix metalloproteinases to evaluate their accuracy and treatment of metal atoms. The initial protein and ligand structures have been optimized, docked with each software and the results have been compared with experimental data. While the software were often able to find correct ligand conformations, the results revealed significant problems of tested docking software in prediction of binding energy.

Keywords

docking, matrix metalloproteinase inhibitors, AutoDock, DOCK, zinc parameters, structure-based drug design

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 5. 2011

Thesis defence

• Date of defence: 17. 6. 2011
• Supervisor: doc. RNDr. Radka Svobodová Vařeková, Ph.D.
• Reader: Mgr. Zdeněk Kříž, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biochemistry / Chemoinformatics and Bioinformatics