Analisi della dinamica con UCSF CHIMERA

UCSF CHIMERA, come spiegato in precedenza, è un programma multifunzionale utilissimo per la visualizzazione grafica e la valutazione di molti file.

La principale funzione di UCSF CHIMERA usata, è stata il MD movie, grazie alla quale è possibile visualizzare il file di traiettoria sotto forma di filmato. L'analisi visiva della traiettoria è uno strumento utile quando bisogna andare a valutare pochi nanosecondi di dinamica per questo sono state analizzate con questa metodica le conformazioni dei ligandi incogniti per cui sono state lanciate le prime due fasi di dinamica (2 ns).

Di per se la sola visione del filmato non è del tutto risolutiva per la valutazione del lavoro, infatti è necessario aprire anche il file iniziale per poter meglio confrontare i movimenti del complesso. La matrice non è altro che il file .inpcrd convertito in PDB. Per ottenere la visualizzazione utilizzata,in questo lavoro sono stati eseguiti i seguenti comandi:

➢ Dalla barra del menù di UCSF CHIMERA cliccare File/Open.. e quindi selezionare il file matrice (in formato PDB);

➢ Fatto ciò sempre dalla barra del menù cliccare Tools/MD-Ensemble Analysis/MD

➢ Dal pannello cliccare Browse ed aprire il file .prmtop, successivamente cliccare su

Add... e quindi aprire tutti i file di traiettoria mdcrd_N, al termine cliccare su OK;

➢ Fatto ciò si aprirà un pannello MD Movie: mdcrd_N dal quale sarà possibile controllare il filmato;

➢ Dalla barra del menù cliccare Tools/StructureComparison/MatchMaker dopo di che spuntare i due modelli da allineare e cliccare su Apply (importante non cliccare su

OK in moda da non chiudere la finestra poiché tornerà utile riallineare le strutture

durante l'analisi).

Ottenuta questa visualizzazione, si possono usare gli strumenti base di UCSF CHIMERA per valutare l'andamento della simulazione, a titolo di esempio si riporta la funzione

FindHBond utile per la visualizzazione dei legami ad idrogeno già descritta nella sezione

Bibliografia

1. Pisanti, S.; Picardi, P.; D'Alessandro, A; Laezza, C.; Bifulco, M. Trends in

Pharmacological Sciences, 2013, Vol. 34, No. 5, 273-282.

2. Mulvihill, M.M.; Nomura D.K. Life Sciences, 2013, 92, 492-497.

3. Dinh, T.P.; Carpenter, D.; Leslie, F.M.; Freund, T.F.; Katona; I., Sensi, S.L.; Kathuria, S.; Piomelli, D. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United

States of America, 2002; 99, 10819-10824.

4. Long, J.Z.; Nomura, D.K.; Cravatt, B.F. Chemistry & Biology, 2009, 16, 744-753. 5. Long, J.Z.; Cravatt, B.F. Chemical Reviews, 2011; 111, 6022–6063.

6. Schalk-Hihi, C.; Schubert, C.; Alexander, R.; Bayoumy, S.; Clemente, J.C.; Deckman, I.; DesJarlais, R.L.; Dzordzorme, K.C.; Flores, C.M.; Grasberger, B.; Kranz, J.K.; Lewandowski, F.; Liu, L.; Ma, H.; Maguire. D.; Macielag, M.J.; McDonnell, M.E.; Mezzasalma Haarlander, T.; Miller, R.; Milligan, C.; Reynolds, C.; Kuo, L.C. Protein Science, 2011; 20, 670-683.

7. Bertrand, T.; Augé, F. Journal of Molecular Biology, 2010, 396, 663-673.

8. Cravatt, B.F.; Demarest, K.; Patricelli, M.P.; Bracey, M.H.; Giang, D.K.; Martin, B.R.; Lichtman, A.H. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United

States of America, 2001, 98, 9371-9376.

9. Kano, M.; Ohno-Shosaku, T.; Hashimotodani, Y.; Uchigashima, M.; Watanabe, M.

Physiological Reviews, 2009, 89, 309-380.

10. Castillo, P.E.; Younts, T.J.; Chàvez, A.E.; Hashimotodani, Y. Neuron, 2012, 76,70-81. 11. Natsuo, U.; Kazuhito, T. Chemistry & Biology, 2012, 19, 545-547.

12. Brideges, D.; Ahmad, K.; Rice, A.S. British Journal of Pharmacology, 2001, 133, 586-594.

13. Guindon, J.; Guijarro, A.; Piomelli, D.; Hohmann, A.G. British Journal of

Pharmacology, 2011, 163, 1464–1478.

14. Long, J.Z.; Cravatt, B.F. Chemical Reviews, 2011, 111, 6022–6063.

15. Glass, C.K.; Saijo, K.; Winner, B.; Marchetto, M.C.; Gage, F.H. Cell., 2010, 140, 918–934.

13, 321–331.

17. Scotter, E.L.; Abood, M.E.; Glass, M. British Journal of Pharmacology, 2010, 160, 480–498.

18. Fox, A.; Kesingland, A.; Gentry, C.; McNair, K.; Patel, S.; Urban, L.; et al. Pain,

2001, 92, 91-100.

19. Garcia-Arencibia, M.; Gonzalez, S.; de Lago, E.; Ramos, J.A.; Mechoulam, R.; Fernandez-Ruiz. Brain Research, 2007, 1134, 162–170.

20. Schlosburg, J.E.; Blankman, J.L.; Long, J.Z.; Nomura, D.K.; Pan, B.; Kinsey, S.G.; et al. Nature Neuroscience, 2010, 13, 1113–1119.

21. Sumislawski, J.J.; Ramikie, T.S.; Patel, S. Neuropsychopharmacology, 2011, 36, 2750–2761

22. Parolaro, D.; Rubino, T. Drug News & Perspectives, 2008, 21, 149–157.

23. Seif, T.; Makriyannis, A.; Kunos, G.; Bonci, A.; Hopf, F.W. Neuroscience, 2011, 193, 21–33.

24. Di Marzo, V. Pharmacological Research, 2009, 60, 77-84.

25. Nomura, D. K.; Long, J. Z.; Niessen, S.; Hoover, H. S.; Ng, S. W.; Cravatt, B. F. Cell,

2010, 140, 49-61.

26. Menendez, J.A.; Lupu, R. Nature Reviews Cancer, 2007, 7, 763-777

27. Karlsson, M.; Contreras, J.A.; Hellman, U.; Tornqvist, H.; Holm, C. Journal of

Biological Chemistry, 1997, 272, 27218-27223.

28. Dodson, G.; Wlodawer, A.. Trends in Biochemical Sciences, 1998, 23, 347. 29. Patricelli, M.P.; Lovato, M.A.; Cravatt, B.F. Biochemistry, 1999, 38, 9840. 30. Abdel-Aal, Y.A.; Hammock, B.D. Science, 1986, 233, 1073.

31. Cravatt, B.F.; Giang, D.K.; Mayfield, S.P.; Boger, D.L.; Lerner, R.A.; Gilula, N.B.

Nature, 1996, 96, 14694.

32. Saario, S. M.; Salo, O. M.; Nevalainen, T.; Poso, A.; Laitinen, J.T.; Jarvinen, T.; Niemi, R.. Chemistry & Biology, 2005, 12, 649-656.

33. Matuszak, N.; Muccioli, G.G.; Geoffray, L.; Lambert, D.M. Journal of Medicinal

Chemistry, 2009, 52, 7410-7420

34. Zvonok, N.; Pandarinathan, L.; Williams, J.; Johnston, M.; Karageorgos, I.; Janero, D.R.; Krishnan, S.C.; Makriyannis, A. Chemistry & Biology, 2008, 15, 854-862. 35. Muccioli, G.G.; Labar, G.; Lambert, D.M. Chem. Bio. Chem., 2008, 9, 2704-2710.

36. Kapanda, C.N.; Muccioli, G.G.; Labar, G.; Poupaert J.H.; Lambert, D.M. Journal of

Medicinal Chemistry, 2009, 52, 7310-7314.

37. King, A.R.; Lodola, A.; Carmi, C.; Fu, J.; Mor, M.; Piomlli, D. British Journal of

Pharmacology, 2009, 157, 974-983.

38. Bertrand, T.; Augé, F.; Houtmann, J.; Rak, A.; Vallée, F.; Mikol, V.; Berne, P.F.; Michot, N.; Cheuret, D.; Hoornaert, C.; Mathieu, M. Journal of Molecular Biology,

2010, 396, 663-673.

39. Aaltonen, N.; Savinainen, R.; Riera Ribas, C.; Rönkkö, J.; Kuusisto, A.; Korhonen, J.; Navia-Paldanius, D.; Häyrinen, J.; Tabake, P.; Käsnänen, H.; Pantsar, T.; Laitinen, T.; Lehtonen, M.; Pasonen-Seppänen, S.; Poso, A.; Nevalainen, T.; Laitinen J.T.

Chemistry & Biology, 2013, 20, 379-390.

40. Karageorgos, I.; Wales, T.E.; Janero, D.R.; Zvonok, N.; Vemuri, V.K.; Engen, J.R.; Makriyannis, A. Biochemistry, 2013, 52, 5016-5026.

41. Szabo, M.; Agostino, M.; Malone, D.T.; Yuriev, E.; Capuano, B. Bioorganic &

Medicinal Chemistry Letters, 2011, 21, 6782-6787.

42. Morera, L.; Labar, G.; Ortar, G.; Lambert, D.M. Bioorganic & Medicinal Chemistry

Letters, 2012, 20, 6260-6275.

43. Kapanda, C.N.; Masquelier, J.; Labar, G.; Muccioli, G.G.; Poupaert J.H.; Lambert, D.M. Journal of Medicinal Chemistry, 2012, 55, 5574-5783.

44. Ben Ali, Y.; Chahinian, H.; Petry, S.; Muller, G.; Lebrun, R.; Verger, R.; Carrière, F.; Mandrich, L.; Rossi, M.; Manco, G.; Sarda, L.; Abousalham, A. Biochemistry, 2006,

45, 14183-14191.

45. Weber, V.; Rubat, C.; Duroux, E.; Lartigue, C.; Madesclaire, M.; Coudert, P. BioMed

Central, 2005, 13, 4552-4564.

46. Desai, N.C.; Joshi, V.V.; Rajpara, K.M.; Vaghani, H.V.; Satodiya, H.M. Medicinal

Chemistry Research, 2013, 22, 1893-1908.

47. Baskar, B.; Pandian, N.G.; Priya, K.; Chadha, A. Tetrahedron, 2005, 61, 12296- 12306.

48. Blanco-Lomas, M.; Campos, P.J.; Sampedro D. Organic Letters, 2012, Vol. 14, No.

17, 4334-4337.

49. Egorova, A. Yu.; Kamneva, I. E. Russian Journal of General Chemistry, 2007, Vol. 77, No. 8, 1366-1369.

50. Alìas, M.; Lòpez, M.P.; Cativiela, C. Tetrahedron, 2004, 60, 885-891.

51. Cativiela, C.; Diaz De Villegas, M.D.; Meléndez, E. Journal of Heterocyclic

Chemistry, 1985, 22(6), 1655-1657.

52. Miyaura, N.; Suzuki, A. Chemical Reviews, 1995, 95, 2457-2483.

53. Minutolo, F.; Bertini, S.; Granchi, C.; Marchitiello, T.; Prota, G.; Rapposelli, S.; Tuccinardi, T.; Martinelli, A.; Gunther, J.R.; Carlson, K.E.; Katzenellenbogen, J. A.; Macchia, M. Journal of Medicinal Chemistry, 2009, 52(3), 858-867, cpd 16.

54. Galantay, E.; Szabo, A.; Fried, J. Journal of Organic Chemistry, 1963, 28(1), 98-102. 55. Chen, X.; Turecek, F. Journal of the American Society for Mass Spectrometry, 2005,

16, 1941-1956.

56. Song, S.; Jung, B.; Lee, K.; Kim, H. Bulletin of the Korean Chemical Society, 1994, Vol. 15, No.7, 520-521.

Ringraziamenti

In primo luogo desidero ringraziare il Prof. Filippo Minutolo e il Dr. Tiziano Tuccinardi per avermi dato la possibilità di lavorare a questo progetto di tesi, per la pazienza e la disponibilità concessami in questo periodo, oltre che per gli insegnamenti professionali dispensati durante questi mesi. Un ringraziamento va in maniera particolare alla Dr.ssa Carlotta Granchi per la pazienza con cui mi ha seguito durante il mio periodo di tesi, per la professionalità e per i gentili consigli elargiti.

Un grazie a tutta la mia famiglia, in particolare ai miei genitori, per gli sforzi e i sacrifici fatti che mi hanno consentito di proseguire i miei studi fino ad oggi. Un pensiero speciale va a mia nonna “Antonietta”, per il suo amorevole sostegno.

Grazie ai membri della “Gilda”: Alice, Andrea, Margherita e Sara, rigorosamente in ordine alfabetico; e a Francesca, perché è stato bello condividere questi mesi di tesi con voi.

Un ringraziamento va anche ai miei amici Andrea e Matteo, con i quali ho condiviso anni di studio, perché sono sempre stati presenti appoggiandomi e sostenendomi, oltre che per la profonda amicizia che mi lega a loro.

Infine un ringraziamento speciale a Linda, perché grazie a lei questi anni di università sono letteralmente volati, tra piccoli dolori e, soprattutto, tra tante gioie e soddisfazioni. Perché è sempre stata accanto a me, appoggiandomi e sostenendomi, ma anche facendomi ricredere quando fossi nel torto, oltre che per aver sempre creduto in me e per essere riuscita a far sì che mi esprimessi sempre al meglio. Senza di te non ce l'avrei mai fatta.