|
Архив публикацийТезисыXXIV-ая конференцияРеконструкция решеток, сформированных трансмембранными фоторецепторами архебактерий, методами компьютерного моделированияМосковский физико-технический институт (государственный университет) 1Физический факультет, университет г. Оснабрюк, Германия 2Институт молекулярной физиологии им. М. Планка, г. Дортмунд, Германия 3Биологический факультет, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, г. Москва, Россия Хемо- и фототаксисные системы позволяют микроорганизмам реагировать на градиенты питательных веществ, токсинов, света и т.п. Системы таксиса включают: (1) трансмембранные рецепторы, организованные в крупные (до нескольких тысяч отдельных белков) кластеры, (2) решетку, состоящую из киназы CheA и белка-адаптора CheW и присоединенную к цитоплазматическим участкам рецепторов, и (3) подвижного регуляторного белка CheY, который подвергается фосфорилированию киназой CheA и доставляет сигнал к клеточному мотору, изменяя, в конечном счете, режим движения микробной клетки. В настоящей работе исследуется структурная организация фототаксисных комплексов Natronomonas pharaonis. Рецепторы и рецепторные комплексы, входящие в состав таксисных систем, представляют собой длинные димерные белки. Индивидуальные димерные рецепторы формируют «тримеры из димеров», которые, в свою очередь, собираются в крупные трансмембранные кластеры. Такая организация важна для уникальных свойств, проявляемых системами таксиса: многократного усиления и интеграции сигнала, стабильности к различного рода флуктуациям. Кристаллографический анализ является важнейшим источником данных о трехмерной структуре отдельных доменов фоторецепторов. Тем не менее значительная длина рецепторов (~35 нм) и их амфифильная природа не позволяют до настоящего времени получить кристаллы полноразмерных комплексов сенсорного родопсина и белка-передатчика (NpSRII:NpHtrII). В нашей работе мы использовали различные подходы молекулярного моделирования (моделирование по гомологии, белок-белковый докинг, классическая и крупно-зернистая молекулярная динамика) для интеграции имеющихся экспериментальных данных рентгеноструктурного анализа и данных крио-электронной микроскопии в молекулярную модель организации трансмембранной решетки фоторецепторов NpSRII:NpHtrII. Данная модель позволяет объяснить преимущественно полярную локализацию рецепторных кластеров в клетках, а также предлагает молекулярный механизм аллостерического усиления сигнала на уровне трансмембранной решетки рецепторов. |
