Архив публикаций

Тезисы

XV-ая конференция

Компьютерное моделирование ингибирования процесса перекисного окисления липидов α-токоферолом

Новикова П.Ю, Красильников П.М.

Москва, МГУ им. Ломоносова, биологический факультет, кафедра биофизики, polina_novik@mail.ru

В данной работе изучается характер взаимодействия естественного мембранного антиоксиданта α-токоферола (или витамина Е) с пероксильным радикалом окисленного мембранного липида с помощью моделирования методами молекулярной динамики и квантовой химии. При взаимодействии α-токоферола со свободным радикалом, атом водорода с гидроксильной группы на активной головной части молекулы перемещается на радикальную структуру. Протекание реакции в мембране между токоферолом и пероксильным радикалом, расположенным преимущественно на середине длины липидного жирнокислотного остатка, затруднено в связи с большим расстоянием между активными частями молекул. Мы предполагаем два возможных варианта сокращения расстояния между реагирующими частями молекул, и облегчения взаимодействия:

1. Поднятие окисленного жирнокислотного остатка к более гидрофильной поверхности мембраны

2. Погружение активной головки α-токоферола в толщу мембраны.

Первое предположение основано на том, что введение окисленных функциональных групп в жирнокислотный остаток мембранного липида приводит к существенным конформационным перестройкам в его структуре. Эти изменения связаны с тем, что окисленный липидный хвост перемещается к более гидрофильной области, т.е. изгибается к поверхности мембраны, и формирует водородные связи с полярными липидными головками и/или с молекулами воды[1]. Второе вариант взаимодействия исходит из структурных особенностей строения молекулы токоферола, позволяющих ей проникать в толщу мембраны и достигать пероксильного радикала.

Полная исследуемая система состоит из липидного бислоя, молекулярная модель которого разработана и просчитана в нашей лаборатории, окисленного липида и молекулы α-токоферола. Липидный бислой состоит из 48 молекул DSPC (дистеароилфосфатидилхолин) и 1759 молекул воды tip4p. Структура пероксильного радикала в составе жирнокислотного остатка липида оптимизирована методами квантовой химии с помощью программы Gamess, получены необходимые константы жесткостей для топологии.

Проведенные рассчеты показали, что в процессе сближения липидного пероксильного радикала и активной головки α-токоферола приминают участие оба предположенных варианта.

• открыть в PDF формате