English
!

Архив публикаций

Тезисы

XVIII-ая конференция

Исследование механических свойств белков методом молекулярной динамики

Глякина А.В., Галзитская О.В.1, Балабаев Н.К.

Институт математических проблем биологии РАН, Россия, 142290, г. Пущино, ул. Институтская, д. 4

1Институт белка РАН, Россия, 142290, г. Пущино, ул. Институтская, д. 4.

1  стр. (принято к публикации)

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ БЕЛКОВ МЕТОДОМ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИНАМИКИ

Глякина А.В., Галзитская О.В.1, Балабаев Н.К.

Институт математических проблем биологии РАН, Россия, 142290, г. Пущино, ул. Институтская, д. 4, тел. 8(4967)73-38-19, e-mail: quark777@rambler.ru

1 Институт белка РАН, Россия, 142290, г. Пущино, ул. Институтская, д. 4.

Белки играют важную роль в различных биологических процессах. В то же время они являются весьма перспективными структурными и функциональными элементами будущих наноприборов. Функциональные возможности макромолекул в значительной степени определяются их механическими свойствами.

Объектами исследования были два иммуноглобулинсвязывающих домена белков L и G. Оба этих белка состоят из двух концевых β-шпилек (N- и С-шпильки) и спирали между ними. Белки имеют одинаковые пространственные структуры (среднеквадратичное отклонение выравненных Сα-атомов этих белков составляет 1.38 Å), но по аминокислотной последовательности идентичны всего лишь на 15%.

В настоящей работе ставится вопрос о сравнении механических свойств этих двух белков. Для этого методом молекулярной динамики (силовое поле AMBER-99 [1]) с использованием явной модели растворителя [2] моделировался процесс разворачивания белков путем растяжения их за концы. Проводилось два типа вычислительных экспериментов. В одном случае белки растягивались за концы с постоянной силой, а в другом – с постоянной скоростью.

Было обнаружено, что как при больших силах (F > 800 пН), так и при больших скоростях растяжения (v > 0.0625 Å/пс) средние времена разворачивания и, соответственно, средние максимальные силы реакции, возникающие при разворачивании, для белков L и G оказались близкими. С уменьшением силы и скорости растяжения для разворачивания белка G в среднем требуется большее время и возникает большая сила реакции, чем для белка L. Это говорит о том, что в диапазоне малых скоростей и сил растяжения белок G механически более стабилен по сравнению с белком L. В тоже время, величина прикладываемой силы не изменяет пути механического разворачивания белков L и G [3].

Литература

1. Wang J., Cieplak А., Kollman P.A. How Well a Restrained Electrostatic Potential (RESP) Model Perform in Calculating Conformational Energies of Organic and Biological Molecules? // J. Comp. Chem., 21, 2000, 1049-1074.

2. Lemak A.S., Balabaev N.K. A Comparison between Collisional Dynamics and Brownian Dynamics. // Mol. Simul., 15, 1995, 223-231.

3. Glyakina A.V., Balabaev N.K., Galzitskaya O.V. Mechanical unfolding of proteins L and G with constant force: similarities and differences. // J. Chem. Phys., 131, № 045102, 2009, 1–10.



© 2004 Дизайн Лицея Информационных технологий №1533