Математическое Моделирование Образования Комплекса Белковых Молекул С Учетом Их Доменной Структуры

Abstract

Представлена физическая модель взаимодействия белковых молекул и проведен анализ их способности образовывать сложные биологические комплексы, а также изучены их реакционные способности с использованием методов электростатики на примере белков гистонового шаперона Napl и гистонов H2A и H2B. Проанализирована способность белков образовывать устойчивые биологические комплексы с учетом различных участков аминокислотных последовательностей. Проведен анализ способности белковых молекул образовывать соединения путем расчета матриц потенциальной энергии электростатического взаимодействия аминокислотных остатков полипептидной белковой цепи. Для анализа способности белковых молекул образовывать сложные биологические соединения применен метод блочных матриц. DOI: 10.21883/JTF.2017.04.44306.2040 Введение Настоящая работа посвящена разработке математиче-ской модели, которая позволит теоретически предска-зать прохождение биохимической реакции в выбранном направлении с заданными белками, имеющими извест-ные аминокислотные последовательности.Отметим ряд работ, в которых приводится анализ раз-личных аминокислотных последовательностей выбран-ных нами белков. Так, в статье [1] приведен обзор раз-личных функций белка Nap1, преимущественно его уча-стие в сборке и разборке нуклеосомы, взаимодействие белка Nap1 с различными факторами ремоделирования хроматина, приведена информация о различных участках связывания белка Nap1 с другими белками. В [2] авторы использовали водно-дейтериевый обмен в сочетании с масс-спектрометрией для нахождения участков связыва-ния димера (H2A−H2B) с белком Nap1. В результате выполненной работы авторы установили, что при низкой ионной силе гистоны в димере (H2A−H2B) могут находиться в неупорядоченной конформации, однако связывание димера (H2A−H2B) с Nap1 уменьшает эту структурную неупорядоченность. В настоящей работе указывается, что две копии (H2A−H2B) связываются с гомодимером Nap1, также анализируются различные участки белков H2A и H2B, которые отвечают за связывание с различными участками белка Nap1.В [3] авторы разработали количественный метод изу-чения аффинности Nap1 с гистонами. Было установлено, что Nap1 связывается с (H2A−H2B) с наномолярной аффинностью. Отмечено, что каждый димер Nap1 свя-зывает 2 димера (H2A−H2B), а также показано, что концы молекулы Nap1 вносят синергетический вклад в связывание с гистонами.Отметим, что, согласно ранее выполненным работам, исследующим взаимодействия гистонового шаперона с гистоновыми белками, нет полной ясности в вопросе об участках связывания данных биологических молекул при образовании комплекса гистонов с гистоновым ша-пероном. Так в [2,4] указывается, что концы белка Nap1 не принимают непосредственного участия в организации комплекса с гистоновыми димерами. В работах [1,3,5] указывается на участие C-конца белка Nap1 в организа-ции комплекса с гистоновыми димерами.В приведенных работах не указаны четкие критерии нахождения реакционной активности различных доме-нов белков, которые ответственны за вступление целой молекулы в различные биохимические реакции.Таки...

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.…”

“…Для анализа процессов влияние температуры на ха-рактер связывания димеров белков в водных растворах мы используем понятие числа обусловленности [1,2], которое будет характеризовать в данной физической постановке степень устойчивости конфигурации био-логического комплекса при различных температурных режимах.…”

“…При этом для выбора более устойчивого биохимического соединения между белками мы выбираем матрицу потенциальной энергии электростатического взаимодействия с наимень-шим значением числа обусловленности [2]. На рис.…”