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Molecular dynamic simulation reveals the molecular interactions of epidermal growth factor receptor with musk xylene are involved in the carcinogenicity
RSC Advances ( IF 3.9 ) Pub Date : 2023-05-31 , DOI: 10.1039/d2ra07552k Huaxing Fei 1, 2 , Wen Li 1, 2 , Nan Lu 1, 2 , Qinghuo Liu 1, 3 , Youyu Zhang 1, 2
RSC Advances ( IF 3.9 ) Pub Date : 2023-05-31 , DOI: 10.1039/d2ra07552k Huaxing Fei 1, 2 , Wen Li 1, 2 , Nan Lu 1, 2 , Qinghuo Liu 1, 3 , Youyu Zhang 1, 2
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Musk xylene (MX), a kind of personal care product, has become a new type of environmental contaminant in recent years. Long-term exposure to MX is associated with a variety of cancers, but the mechanism is still unclear. Meanwhile, our previous research showed that MX exposure could lead to malignant transformation of human liver cells L02 and up-regulation of multi genes which are involved in the MAPK signaling pathway, such as the epidermal growth factor receptor (EGFR). These findings indicated that the MAPK signaling pathway might be involved in the malignant transformation caused by MX, but the mechanism is also unclear. In this study, the underlying interaction mechanisms between EGFR and MX were investigated using molecular dynamics (MD) simulation. Results revealed that MX bound to the ECD of EGFR in four binding sites, which was mainly driven by van der Waals and nonpolar interactions, and the affinity of MX toward ECD was sIII > sI > sII > sIV. Further analysis through MD simulation found that s III, the site with the strongest binding, was coincidentally located at the binding area of EGF, which is the natural ligand of EGFR. Therefore, we speculated that MX may activate the MAPK signaling pathway by binding to EGFR in a similar way to EGF, and finally lead to tumorigenesis. In addition, the MM/PBSA method could also be utilized to calculate the hot residues in each binding site. The prediction of hot residues would provide some theoretical guidance for further study of the carcinogenesis mechanisms of MX both in MD simulation and experimental research.
中文翻译：
分子动力学模拟揭示表皮生长因子受体与二甲苯麝香的分子相互作用参与致癌性
麝香二甲苯(MX)是一种个人护理用品，近年来已成为一种新型环境污染物。长期接触 MX 与多种癌症有关，但其机制尚不清楚。同时，我们之前的研究表明，MX 暴露可导致人肝细胞 L02 的恶性转化和参与 MAPK 信号通路的多个基因的上调，例如表皮生长因子受体 (EGFR)。这些发现表明MAPK信号通路可能参与了MX引起的恶性转化，但机制尚不清楚。在这项研究中，使用分子动力学 (MD) 模拟研究了 EGFR 和 MX 之间的潜在相互作用机制。结果显示 MX 在四个结合位点与 EGFR 的 ECD 结合，主要由范德华力和非极性相互作用驱动，MX对ECD的亲和力为sIII > sI > sII > sIV。通过MD模拟进一步分析发现，结合最强的位点s III恰好位于EGF的结合区，EGF是EGFR的天然配体。因此，我们推测MX可能通过与EGF相似的方式与EGFR结合，激活MAPK信号通路，最终导致肿瘤发生。此外，MM/PBSA 方法也可用于计算每个结合位点的热残基。热残留物的预测将为进一步研究MX的MD模拟和实验研究的致癌机制提供一定的理论指导。sI > sII > sIV。通过MD模拟进一步分析发现，结合最强的位点s III恰好位于EGF的结合区，EGF是EGFR的天然配体。因此，我们推测MX可能通过与EGF相似的方式与EGFR结合，激活MAPK信号通路，最终导致肿瘤发生。此外，MM/PBSA 方法也可用于计算每个结合位点的热残基。热残留物的预测将为进一步研究MX的MD模拟和实验研究的致癌机制提供一定的理论指导。sI > sII > sIV。通过MD模拟进一步分析发现，结合最强的位点s III恰好位于EGF的结合区，EGF是EGFR的天然配体。因此，我们推测MX可能通过与EGF相似的方式与EGFR结合，激活MAPK信号通路，最终导致肿瘤发生。此外，MM/PBSA 方法也可用于计算每个结合位点的热残基。热残留物的预测将为进一步研究MX的MD模拟和实验研究的致癌机制提供一定的理论指导。我们推测MX可能通过与EGF相似的方式与EGFR结合激活MAPK信号通路，最终导致肿瘤发生。此外，MM/PBSA 方法也可用于计算每个结合位点的热残基。热残留物的预测将为进一步研究MX的MD模拟和实验研究的致癌机制提供一定的理论指导。我们推测MX可能通过与EGF相似的方式与EGFR结合激活MAPK信号通路，最终导致肿瘤发生。此外，MM/PBSA 方法也可用于计算每个结合位点的热残基。热残留物的预测将为进一步研究MX的MD模拟和实验研究的致癌机制提供一定的理论指导。
更新日期：2023-05-31
中文翻译：
分子动力学模拟揭示表皮生长因子受体与二甲苯麝香的分子相互作用参与致癌性
麝香二甲苯(MX)是一种个人护理用品，近年来已成为一种新型环境污染物。长期接触 MX 与多种癌症有关，但其机制尚不清楚。同时，我们之前的研究表明，MX 暴露可导致人肝细胞 L02 的恶性转化和参与 MAPK 信号通路的多个基因的上调，例如表皮生长因子受体 (EGFR)。这些发现表明MAPK信号通路可能参与了MX引起的恶性转化，但机制尚不清楚。在这项研究中，使用分子动力学 (MD) 模拟研究了 EGFR 和 MX 之间的潜在相互作用机制。结果显示 MX 在四个结合位点与 EGFR 的 ECD 结合，主要由范德华力和非极性相互作用驱动，MX对ECD的亲和力为sIII > sI > sII > sIV。通过MD模拟进一步分析发现，结合最强的位点s III恰好位于EGF的结合区，EGF是EGFR的天然配体。因此，我们推测MX可能通过与EGF相似的方式与EGFR结合，激活MAPK信号通路，最终导致肿瘤发生。此外，MM/PBSA 方法也可用于计算每个结合位点的热残基。热残留物的预测将为进一步研究MX的MD模拟和实验研究的致癌机制提供一定的理论指导。sI > sII > sIV。通过MD模拟进一步分析发现，结合最强的位点s III恰好位于EGF的结合区，EGF是EGFR的天然配体。因此，我们推测MX可能通过与EGF相似的方式与EGFR结合，激活MAPK信号通路，最终导致肿瘤发生。此外，MM/PBSA 方法也可用于计算每个结合位点的热残基。热残留物的预测将为进一步研究MX的MD模拟和实验研究的致癌机制提供一定的理论指导。sI > sII > sIV。通过MD模拟进一步分析发现，结合最强的位点s III恰好位于EGF的结合区，EGF是EGFR的天然配体。因此，我们推测MX可能通过与EGF相似的方式与EGFR结合，激活MAPK信号通路，最终导致肿瘤发生。此外，MM/PBSA 方法也可用于计算每个结合位点的热残基。热残留物的预测将为进一步研究MX的MD模拟和实验研究的致癌机制提供一定的理论指导。我们推测MX可能通过与EGF相似的方式与EGFR结合激活MAPK信号通路，最终导致肿瘤发生。此外，MM/PBSA 方法也可用于计算每个结合位点的热残基。热残留物的预测将为进一步研究MX的MD模拟和实验研究的致癌机制提供一定的理论指导。我们推测MX可能通过与EGF相似的方式与EGFR结合激活MAPK信号通路，最终导致肿瘤发生。此外，MM/PBSA 方法也可用于计算每个结合位点的热残基。热残留物的预测将为进一步研究MX的MD模拟和实验研究的致癌机制提供一定的理论指导。
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