Математическое Моделирование Образования Гистонового Октамера

Abstract

Разработана физическая модель взаимодействия белковых молекул и их способности образовывать сложные биологические комплексы для случая in vitro в растворе одновалентной соли. Изучены их реакционные способности с использованием методов электростатики на примере пошагового образования гистонового октамера из белков H2A, H2B, H3, H4. Для анализа способности белковых молекул образо-вывать соединения, проанализирована матрица потенциальной энергии взаимодействия белковых молекул в растворах с различной концентрацией одновалентной соли. ВведениеНастоящая работа посвящена разработке математиче-ской модели, которая позволит описать поведение слож-ных биологических комплексов: димеров, тетрамеров, гексамеров, октамеров in vitro в растворах с различной концентрацией одновалентной соли при образовании гистонового ядра нуклеосомы.В настоящей работе мы изучали стабильность биоло-гических комплексов в растворах с различной ионной силой с учетом эффекта экранирования заряженных аминокислотных остатков: лизина, аргинина, гистидина, аспарагиновой кислоты, глутаминовой кислоты.Следует отметить, что в представленной работе не учитывалось поведение неполярных, полярных, арома-тических аминокислот в растворах с различной ионной силой, так же наша модель не учитывала конформацию белковых молекул.Отметим ряд работ, связанных с анализом формиро-вания ядра нуклеосомы. В [1] изучали кристаллические структуры четырех мутантных нуклеосом, в которых один из четырех гистонов H2A, H2B, H3, H4 был без N-концевого участка. На основании проведенных исследо-ваний были получены данные о влиянии данного участка у различных гистонов на стабильность нуклеосомы.Работа [2] посвящена вопросу устойчивости биологи-ческих комплексов (H2A−H2B) и (H3−H4) 2 in vitro при различных физических условиях в присутствии солей и денатурирующих агентов. Показано, что тетрамер (H3−H4) 2 менее устойчив, чем димер (H2A−H2B).В [3] приведен анализ внутри нуклеосомных взаи-модействий между различными вариантами гистонов и указаны участки связывания между гистонами при образовании нуклеосомы.Однако следует отметить, что в приведенных работах не приведен критерий для количественной оценки сил электростатического взаимодействия между белковыми единицами, приводящими к сборке или диссоциации гистонового октамера при различных концентрациях одновалентной соли.Настоящая работа в отличие от вышеприведенных позволяет дать количественную оценку сил электроста-тического взаимодействия между гистоновыми белками в растворах с различной концентрацией одновалентной соли с учетом эффекта экранирования заряженных ами-нокислотных остатков.Работа состоит из нескольких частей: в первой части описана структура гистонового ядра, основные прин-ципы его формирования. Во второй части выведено уравнениe для расчета эффекта экранирования. В тре-тей части рассмотрена задача пошагового образования гистонового октамера с учетом эффекта экранирования в солевом растворе с различной концентрацией однова-лентной соли.

Математическое Моделирование Влияния Температуры На Характер Связывания Мономерных Белков В Водных Растворах

“…В настоящей работе разработана математическая мо-дель на основе работ [1][2][3] влияния температуры на характер связывания белковых димеров в водном рас-творе. В качестве модельных систем нами были взяты гистоновые димеры Н2А−Н2В и НЗ−Н4.…”