English
!

Архив публикаций

Тезисы

XX-ая конференция

Расчет кинетики образования комплекса пластоцианина с цитохромом f методом молекулярной динамики

Федоров В.А., Хрущев С.С., Коваленко И.Б., Ризниченко Г.Ю, Рубин А.Б.

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, биологический ф-т, кафедра биофизики, Россия, 119991, Москва, Ленинские горы 1, стр. 12, +7(495)9390289, xbgth@yandex.ru

1  стр. (принято к публикации)

В настоящее время развитие молекулярной биофизики и технологий молекулярного моделирования сделало актуальным использование методов молекулярной динамики для изучения динамики макромолекул и кинетики их взаимодействия. Метод молекулярной динамики позволяет детально описать микроскопическую картину внутренней подвижности макромолекулы. В его основе лежит расчет классических (ньютоновских) траекторий движения макромолекулы в фазовом пространстве координат и импульсов ее атомов, когда молекула рассматривается как система взаимодействующих классических частиц.

В качестве модельного объекта были выбраны белки фотосинтетической электрон-траспортной сети пластоцианин, растворимый белок, локализованный в люменальном пространстве тилакоида, и цитохром f, часть цитохромного b6f комплекса. Молекулы пластоцианина окисляют цитохром f и восстанавливают реакционный центр фотосистемы 1, диффундируя в люминальном пространстве на довольно большие расстояния (сотни нм), перенося электроны между гранальными и стромальными областями в тилакоидах.

Моделирование образования комплекса белков проводится в два этапа. На первом этапе при помощи модели броуновской динамики исследуется процесс диффузии белков с учетом дальнодействующих электростатических взаимодействий [2], их сближение и взаимная ориентация при образовании предварительного комплекса. Структуры комплексов, полученные на первом этапе, используются в качестве входных данных для расчетов молекулярной динамики в явно заданном растворителе. Для ускорения молекулярно-динамических расчетов используется прием перераспределения масс по Г. Берендсену [1] с использованием параллельных алгоритмов для суперкомпьютеров и графических процессоров. На втором этапе изучается трансформация полученных предварительных комплексов в финальный комплекс.

Работа поддержана грантами РФФИ № 12-07-33036 и № 12-04-31839 и CUDA Center of Excellence МГУ. Вычисления производились на суперкомпьютере Московского университета «Ломоносов».

Литература

1. K. A. Feenstra, Berk Hess, Herman J. C. Berendsen. Improving Efficiency of Large Time-Scale Molecular Dynamics Simulations of Hydrogen-Rich Systems. - J Comput Chem, 1999. 20:786–798.

2. Ризниченко Г. Ю., Коваленко И. Б. Многочастичное моделирование взаимодействия белков в фотосинтетической мембране // Биофизика, 2011, 56(5): 775-786.



© 2004 Дизайн Лицея Информационных технологий №1533