WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаРізне → Прогнозування та профілактика дисбіозу у вагітних з прееклампсією (автореферат) - Реферат

Прогнозування та профілактика дисбіозу у вагітних з прееклампсією (автореферат) - Реферат

3.2. МД потрійного мутанта Ala71Val/Gly73Ser/Ile93Leu протеази ВІЛ-1. Завдяки збільшенню об'єму бокових ланцюгів залишків 71 та 73 у потрійному мутанті Ala71Val/Gly73Ser/Ile93Leu відбувається посилення ван-дер-ваальсових контактів між амінокислотами корових доменів. Окрім того, гідроксильна група мутантного залишку Ser73 утворює новий водневий зв'язок із гідроксильною групою залишку Thr31, що посилює міждоменні взаємодії корових доменів. Показано, що зменшення вільного об'єму у нижній частині корового домену (внаслідок мутації Ala71Val) призводить до зменшення гнучкості інтерфейсу між коровими та димеризаційним доменами та порушення узгодженого руху корових доменів, яке необхідне для колективного руху на відкриття флепів, що має місце у випадку нативної протеази (рис. 8б).

а

б

Рис. 8. а – Карта різниць динамічних крос-кореляційних матриць (КР-ДККМ) потрійного мутанта Ala71Val/Gly73Ser/Ile93Leu протеази ВІЛ-1. Виділені ділянки показують зменшення гнучкості при корельованих рухах корових доменів відносно димеризаційного домену. б – Поява стеричних перешкод приводить до блокування спонтанного відкриття флепів

Аналіз карт різниць КР-ДККМ свідчить, що відбувається збільшення залежності рухів всередині корових доменів протеази ВІЛ-1, особливо між амінокислотами різних субодиниць (рис. 8а,б). Цей ефект спостерігається завдяки утворенню тісного ван-дер-ваальсового контакту мутантного Leu93 з Phe99' з протилежної субодиниці. Таким чином, потрійний мутант Ala71Val/Gly73Ser/Ile93Leu стабілізує закриту конформацію через зменшення гнучкості між коровими та димеризаційним доменами, а також збільшення стабільності самого димеризаційного домену.

3.3. МД мутанта Glu35Gln/Met36Ile/Ser37Asp/Arg57Lys протеази ВІЛ-1. Мутації флепового домену мають, в основному, полярний характер (Glu35Gln, Ser37Asp і Arg57Lys) , і відповідні залишки експоновані до розчинника. Показано, що характер рухів даного мутанта несуттєво відрізняється від рухів нативної протеази. Поведінка та конформаційний простір мутантних амінокислот є подібними до відповідних залишків нативної протеази. Аналіз корельованих рухів мутанта Glu35Gln/Met36Ile/Ser37Asp/Arg57Lys протеази ВІЛ-1 свідчить, що основні корельовані рухи збігаються з такими нативної протеази.

Це також підтверджується картами КР-ДККМ, що засвідчують високу подібність МД нативної протеази та мутанта Glu35Gln/Met36Ile/Ser37Asp/Arg57Lys. Отже, суттєвий вплив мутацій в Glu35Gln/Met36Ile/Ser37Asp/Arg57Lys на зміни конформаційної рухливості протеази методом МД встановити не вдалося . Цей факт може бути пояснений тим, що всі ці мутації знаходяться у високорухливому домені протеази ВІЛ-1 та експоновані до розчинника. Беручи до уваги той факт, що мутантні амінокислотні залишки мають схожі фізико-хімічні властивості, можна припустити, що сукупний ефект таких мутацій або є несуттєвим і виявляється лише у комбінаціях з мутаціями в інших доменах, або може виявитися при довших часових інтервалах МД.

ВИСНОВКИ

Методом МД проведено систематичне вивчення впливу дистальних мутацій протеази ВІЛ-1 на її конформаційну рухливість і проведено порівняння з нативним ферментом. Показано, що механізми впливу дистальних мутацій на просторову структуру та МД протеази ВІЛ-1 можна поділити на стабілізуючі (мутанти Leu10Ile та Ala71Val/Gly73Ser/Ile93Leu) та дестабілізуючі (мутант Leu90Met).

1. Вперше обґрунтовано і доведено, що конформаційна стабільність димеру протеази ВІЛ-1 критично залежить від стану протонування каталітичної діади Asp25/Аsp25'.

2. Розроблено та застосовано універсальний алгоритм розрахунку параметра впорядкування амідних зв'язків пептидних груп, S2, з даних МД для порівняльного аналізу з експериментальними даними ЯМР. Проведений порівняльний аналіз свідчить про кореляцію даних МД та експериментальних даних ЯМР для протеази ВІЛ-1.

3. Виявлено існування двох механізмів впливу дистальних мутацій амінокислотних залишків на зміну конформаційної рухливості протеази ВІЛ-1 – через перерозподіл амплітуди узгоджених рухів та через зміну доступних конформаційних рухів. Одночасне співіснування цих двох механізмів пояснює роль дистальних мутацій у профілі резистентності до інгібіторів протеази ВІЛ-1.

4. Розроблено універсальний алгоритм порівняння колективних конформаційних рухів двох білків шляхом побудови карт різниць динамічних крос-кореляційних матриць (КР-ДККМ), які ґрунтуються на розрахунках їхньої МД.

5. Отримані методом МД дані про вплив дистальних мутацій на просторову структуру та динаміку протеази ВІЛ-1 можуть бути використані для розробки інгібіторів протеази ВІЛ-1 нового покоління, активних як до нативної протеази, так і до мутантів, резистентних до інгібіторів.

ПЕРЕЛІК НАУКОВИХ ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Ковальский Д.Б., Корнелюк А.И. Конформационные изменения ВИЧ-1 протеазы в области „флэпов": изучение методом молекулярной динамики в пико- и наносекундном временных интервалах// Біополімери і клітина.— 2002. – Т.18, № 2.— С.117-123.

Особистий внесок здобувача – автором проведено вибір та підготовку структури протеази ВІЛ-1 для розрахунку МД. Підбір параметрів МД у вакуумі, проведення розрахунків МД, аналіз результатів.

2. Ковальский Д.Б., Каниболоцкий Д.С., Дубина В.Н., Корнелюк А.И. Конформационные изменения ВИЧ-1 протеиназы: влияние протонированности активного центра на конформацию ВИЧ-1 протеиназы в воде// Український біохімічний журнал. – 2002. – Т.74, № 6. – С. 100-103.

Особистий внесок здобувача – підготовка системи до розрахунку (конвертація, мінімізація енергії системи сольватація, проведення МД для врівноваження ВІЛ-1 у водному розчині), проведення розрахунку МД, аналіз даних.

3. Ковальский Д.Б., Иванова О. С., Дубина В. Н., Каниболоцкий Д. С., Корнелюк А. И. Обобщенный параметр упорядочения S2 для связи N-H пептидной группы как мера конформационной подвижности белка: сравнение алгоритмов расчета S2 из данных симуляции молекулярной динамики// Український біохімічний журнал. – 2004. – Т.76, № 2. – С. 128-132.

Особистий внесок здобувача – підготовка системи до розрахунку та проведення розрахунку МД, планування програми по розрахунку S2, порівняння даних МД з даними ЯМР.

4. Ковальский Д.Б., Дубина В. Н., Корнелюк А. И. Исследование влияния консервативной мутации Leu10Ile на внутримолекулярную подвижность ВИЧ-1 протеазы методом молекулярной динамики// Біополімери і клітина.— 2004. – Т.20, № 4.— С. 321-324.

Особистий внесок здобувача – підготовка системи до розрахунку та проведення розрахунку МД, моделювання мутантів, розробка карт різниць, аналіз даних.

5. Kovalskyy D.B., Dubyna V.М., Mark A.E., Kornelyuk A.I. A molecular dynamics study of the structural stability of HIV-1 protease under physiological conditions: The role of Na+ ions in stabilizing the active site// Proteins. – 2005. – Vol. 58, №2. – P. 450-458.

Особистий внесок здобувача – підготовка системи до розрахунку та проведення розрахунку МД, проведення розрахунків методом ab initio, розрахунок параметра S2, порівняння МД при нейтральному та слабокислому рН.

6. Kovalskyy D.B., Kornelyuk A.I. Molecular dynamic simulation of HIV-1 protease and its drug resistant mutants// Conference for young scientists, PhD students and students on molecular biology and genetics, Abstract book. – Kyiv (Ukraine). – 2001. – P. 48.

Особистий внесок здобувача – автором проведено вибір та підготовку структури протеази ВІЛ-1 та відповідних мутантів для розрахунку МД. Підбір параметрів МД у розчині, проведення розрахунків МД, аналіз результатів.

7. Ковальський Д.Б., Дубина В.М., Каніболотський Д. С., Корнелюк О.І. Комп'ютерне моделювання конформаційних станів протеази вірусу імунодефіциту людини методом молекулярної динаміки// Тези доповідей ІІІ з'їзду Українського біофізичного товариства. – Львів (Україна). – 2002. – C. 167.

Особистий внесок здобувача – підготовка системи до розрахунку та проведення розрахунку МД, аналіз корельованих рухів протеази ВІЛ-1.

8. Kovalskyy D.B., Dubyna V.М., Mark A.E. and Kornelyuk A.I. A molecular dynamics study of the effect of distal drug resistant mutations on HIV-1 protease dynamics// Conference for young scientists, PhD students and students on molecular biology and genetics, Abstract book. – Kyiv (Ukraine). – 2003. – P. 88.

Особистий внесок здобувача – все планування та проведення розрахунку МД, моделювання мутантів, порівняння корельованих рухів мутантів з нативною протеазою.

9. Ковальський Д.Б., Дубина В.М., Корнелюк О.І. Вивчення впливу дистальних мутацій Leu10Ile/Leu90Met та Ala71Val/Gly3Ser/Leu93Ile на конформаційну рухливість ВІЛ-1 протеази методом молекулярної динаміки// Тези доповідей І Української наукової конференції „Проблеми біологічної та медичної фізики" ПБМФ-2004. – Харків (Україна). – 2004. – С. 79.

Особистий внесок здобувача – все планування та проведення розрахунку МД, моделювання мутантів, аналіз змін конформаційного простору узгоджених рухів до і після мутацій.

10. Dubyna V.М., Kovalskyy D.B., Ivanova O.S. and Kornelyuk A.I. The improvement of the algorithm for S2 order parameter calculation from molecular dynamics simulation using the correlation motion function// The 5th International Conference on Biological Physics (ICBP-2004), Abstract book.-Gothenburg (Sweden). – 2004. – P. 141.

Loading...

 
 

Цікаве