Все выпуски

[ Switch to English ]

Анализ траекторий броуновской и молекулярной динамики для выявления механизмов белок-белковых взаимодействий

Федоров В.А., Хрущев С.С., Коваленко И.Б.
 pdf (8129K) / Дополнительные материалы

В работе предложен набор достаточно простых алгоритмов, который может быть применен для анализа широкого круга белок-белковых взаимодействий. В настоящей работе мы совместно используем методы броуновской и молекулярной динамики для описания процесса образования комплекса белков пластоцианина и цитохрома f высших растений. В диффузионно-столкновительном комплексе выявлено два кластера структур, переход между которыми возможен с сохранением положения центра масс молекул и сопровождается лишь поворотом пластоцианина на 134 градуса. Первый и второй кластеры структур столкновительных комплексов отличаются тем, что в первом кластере с положительно заряженной областью вблизи малого домена цитохрома f контактирует только «нижняя» область пластоцианина, в то время как во втором кластере — обе отрицательно заряженные области. «Верхняя» отрицательно заряженная область пластоцианина в первом кластере оказывается в контакте с аминокислотным остатком лизина K122. При образовании финального комплекса происходит поворот молекулы пластоцианина на 69 градусов вокруг оси, проходящей через обе области электростатического контакта. При этом повороте происходит вытеснение воды из областей, находящихся вблизи кофакторов молекул и сформированных гидрофобными аминокислотными остатками. Это приводит к появлению гидрофобных контактов, уменьшению расстояния между кофакторами до расстояния менее 1,5 нм и дальнейшей стабилизации комплекса в положении, пригодном для передачи электрона. Такие характеристики, как матрицы контактов, оси поворота при переходе между состояниями и графики изменения количества контактов в процессе моделирования, позволяют определить ключевые аминокислотные остатки, участвующие в формировании комплекса и выявить физико-химические механизмы, лежащие в основе этого процесса.

Ключевые слова: броуновская динамика, белок-белковые взаимодействия, кластерный анализ, матрица контактов аминокислотных остатков, пластоцианин, цитохром f
Цитата: Федоров В.А., Хрущев С.С., Коваленко И.Б. Анализ траекторий броуновской и молекулярной динамики для выявления механизмов белок-белковых взаимодействий // Компьютерные исследования и моделирование, 2023, т. 15, № 3, с. 723-738
Citation in English: Fedorov V.A., Khruschev S.S., Kovalenko I.B. Analysis of Brownian and molecular dynamics trajectories of to reveal the mechanisms of protein-protein interactions // Computer Research and Modeling, 2023, vol. 15, no. 3, pp. 723-738
DOI: 10.20537/2076-7633-2023-15-3-723-738
URL: http://crm.ics.org.ru/journal/article/3341/

 

Дополнительные материалы:

Supplementary.pdf

 

 

Creative Commons License Статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NoDerivs 3.0 Unported License.

Журнал индексируется в Scopus

Полнотекстовая версия журнала доступна также на сайте научной электронной библиотеки eLIBRARY.RU

Журнал входит в систему  Российского индекса научного цитирования.

Журнал включен в базу данных Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science

Международная Междисциплинарная Конференция "Математика. Компьютер. Образование"

Международная Междисциплинарная Конференция МАТЕМАТИКА. КОМПЬЮТЕР. ОБРАЗОВАНИЕ.

Copyright © 2009–2024 Институт компьютерных исследований