Conference publications

Abstracts

XIII conference

Brownian dynamics simulation of interaction of many plastocyanin and cytochrome f molecules

Abaturova A.M., Kovalenko I.B., Riznichenko, G.Yu., Gromov P.A.¹, Grachev E.A.

Biology faculty, Lomonossov Moscow State University, Leninskie Gory, Moscow, 119992, Russia, tel. (095)9390289, e-mail: abaturova@list.ru

¹Physical faculty, Lomonossov Moscow State University, Leninskie Gory, Moscow, 119992, Russia

1 pp.

Белки пластоцианин и цитохром f участвуют в окислительно-восстановительных реакциях переноса электрона при фотосинтезе в тилакоидах хлоропластов зеленых растений и водорослей. Молекулы белка-подвижного переносчика электронов пластоцианина окисляют цитохром f и восстанавливают реакционный центр фотосистемы 1, диффундируя в люминальном пространстве на довольно большие расстояния (сотни нм) и перенося электроны между гранальными и стромальными областями фотосинтетической мембраны.

В данной работе мы продолжили изучение процессов взаимодействия пластоцианина и цитохрома f в люмене тилакоида методами прямого компьютерного моделирования [1]. В настоящем методе взаимодействующие молекулы представляются как твердые тела с определенным распределением зарядов на них. В модели молекулы пластоцианина и цитохрома f рассматриваются как броуновские частицы, совершающие поступательное и вращательное движение в вязкой среде под действием случайной силы, возникающей из-за столкновений с молекулами среды, и внешней электростатической силы. Для упрощения расчетов коэффициентов вязкого трения в модели молекулы пластоцианина и цитохрома f представлялись как эллипсоиды вращения. Трехмерная модель молекулы строилась по данным Protein Data Bank. При расчете столкновений белков использовалось описание формы белков с помощью набора сфер.

Мы оценили значения параметров модели по экспериментальным данным. На прямой модели мы получили зависимости константы скорости реакции пластоцианина и цитохрома f от ионной силы для дикого и мутантных типов пластоцианина. Качественно они совпадают с экспериментальными данными. Это позволяет сделать вывод об определяющей роли электростатических взаимодействий при реакции между белками пластоцианином и цитохромом f.

Литература.

1. Коваленко И.Б., Абатурова А.М., Громов П.А., Устинин Д.М., Ризниченко Г.Ю., Грачев Е.А., Рубин А.Б. Прямое моделирование процессов взаимодействия пластоцианина с цитохромом f в растворе. //Сб. научных трудов «Математика. Компьютер. Образование». – М.-Ижевск: Изд-во «Регулярная и хаотическая динамика», 2005.