|
Архив публикацийТезисыXIX-ая конференцияКомпьютерное моделирование процессов взаимодействия молекул лактатдегидрогеназы и биогенных аминовВоронежский государственный университет Биолого-почвенный факультет Кафедра биофизики и биотехнологии Россия 394006 Воронеж Университетская пл. 1 1 стр. (принято к публикации)КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МОЛЕКУЛ ЛАКТАТДЕГИДРОГЕНАЗЫ И БИОГЕННЫХ АМИНОВ
Методы докинга и молекулярной динамики были применены для исследования процессов взаимодействия молекул лактатдегидрогеназы (ЛДГ) и биогенных аминов (серотонина, адреналина, дофамина, гистамина). Молекулярный докинг выполнялся с помощью программ AutoDock 4.0, AutoDock Vina и Hex 5.1. Расчет молекулярной динамики комплекса ЛДГ и серотонина был произведен при помощи программы GROMACS 4.0.3. С использованием сведений о структуре ЛДГ из банка данных RCSB созданы пространственная модель молекулы ЛДГ (полипептидная цепь М) в комплексе с НАД и пируватом, а также модели комплексов биогенных аминов с молекулой ЛДГ.
Методом докинга найдены кластеры возможных положений аминов, обладающие оптимальной энергией взаимодействия с молекулой ЛДГ. Выявлены аминокислотные остатки белка, с наибольшей вероятностью участвующие в образовании связей с биогенными аминами и рассчитаны характерные величины энергии этих связей. Установлено, что при формировании комплекса ЛДГ – биогенный амин не образуются ковалентные связи, но возникают водородные связи и ван-дер-ваальсовые взаимодействия.
В предложенной модели комплекса молекула биогенного амина располагается у входа в активный центр фермента, экранируя аминокислотные остатки, непосредственно участвующие в ферментативных реакциях ЛДГ (в частности, His-195), что обеспечивает фотопротекторный эффект исследуемых соединений по отношению к молекулам белка. Показано, что сайты связывания серотонина, дофамина и адреналина с молекулой фермента очень близки, но отличны от оптимального положения гистамина в комплексе. Обнаружено, что расположение сайта связывания биогенного амина у апоформы ЛДГ отлично от положения у холофермента. Сайты связывания пирувата и биогенных аминов с ЛДГ являются идентичными.
Метод молекулярной динамики был использован для расчета параметров динамического поведения системы ЛДГ – серотонин, характеризующих конформационную подвижность образующегося комплекса.
Результаты проведенных исследований уточняют и дополняют представления о механизмах фотопротекторного действия биогенных аминов по отношению к молекулам лактатдегидрогеназы, полученные в нашей лаборатории методами люминесценции, а также спектрофотометрии в УФ- и ИК-областях спектра.
|
