|
ДокладыРоль локальных электростатических зарядов на поверхности белков при моделировании образования предварительных комплексов методом броуновской динамикиМГУ имени М.В.Ломоносова, Россия, 119991, Москва, ул. Ленинские Горы, 1. В работе было исследовано образование предварительных комплексов белков - восстановленного ферредоксина (Фд) и окисленной ферредоксин:НАДФ-оксидоредуктазы (ФНР) с помощью программы броуновской динамики ProKSim [1] для двух вариантов расчёта электростатических зарядов. Координаты атомов белков мы взяли из Protein Data Bank, для Фд это первая структура 2mh7 и для ФНР - 5h59. В первом случае заряды на белках расставлялись с помощью силового поля CHARMM27, дополненного параметрами для ФМН (ФАД в ФНР) [2] и FeS кластера Фд [3] . Во втором случае заряды на белках расставлялись с помощью стандартной функции ProKSim, по уравнению Хендерсона–Хассельбальха. Суммарный заряд для двух вариантов расчёта зарядов для Фд и ФНР был одинаковый (-12 для Фд и +1 для ФНР). В первом случае почти все атомы белков были частично заряжены, электростатический потенциал вблизи поверхности белка был более неоднороден. Комплекс белков считался образованным, если энергия его по модулю была больше 8 kT. Анализировали выборку из 20000 случайно отобранных конфигураций комплексов методом кластерного анализа. Для первого случая распределения зарядов на белках было получено 3 варианта расположения белков в комплексе. В основном кластере (85% структур) белки повёрнуты друг к другу редокс центрами, а расстояние между ними было 8.6-13.2 А. В двух минорных кластерах (9% и 5% структур) белки повёрнуты друг к другу не редокс центрами и расстояние между кофакторами существенно выше, чем в основном кластере (18 и 25 А, соответственно). Для случая с меньшим числом заряженных атомов был получен один вариант расположения белков в комплексе, похожий на доминантный кластер предыдущего случая. Таким образом, для моделирования образования предварительных комплексов белков необходимо учитывать парциальные заряды атомов белков. Работа выполнена с использованием оборудования Центра коллективного пользования сверхвысокопроизводительными вычислительными ресурсами МГУ имени М.В. Ломоносова. Работа поддержана грантом РФФИ № 17-04-00676.
Литература 1. Хрущев С.С. и др. Моделирование белок-белковых взаимодействий с применением программного комплекса многочастичной броуновской динамики ProKSim // Компьютерные исследования и моделирование, том 5, № 1, 2013, 47-64. 2. Freddolino PL, Dittrich M, Schulten K Dynamic Switching Mechanisms in LOV1 and LOV2 Domains of Plant Phototropins // Biophysical Journal, V. 91, 2006, 3630–3639. 3. Chang Christopher H., Kim K Density Functional Theory Calculation of Bonding and Charge Parameters for Molecular Dynamics Studies on [FeFe] Hydrogenases // J. Chem. Theory Comput., 2009, 5 (4), 1137–1145.
|
