English
!

Доклады

Применение модели состояний Маркова для определения потенциальных аллостерических центров на поверхности белка RAS

Коц Е.Д., Кулакова А.М., Брехов А.Т.

Химический факультет ФГБОУ ВО Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова Россия, 119991, Москва, Ленинские горы д. 1, стр. 3. Тел.:8(495)939-48-4

Малые ГТФазы RAS в активированном состоянии служат центральными регуляторами процессов передачи клеточного сигнала, ведущего к росту клеток. Активная форма RAS – комплекс белка с гуанозинтрифосфатом (ГТФ). По мере протекания реакции ферментативного гидролиза ГТФ, RAS переходит в неактивную форму. Наличие мутаций аминокислотных остатков, ответственных за связывание с белком-ускорителем GAP, приводит к накоплению активной формы RAS и повышению объёма роста клеток. Таким образом, поиск сайтов потенциального аллостерического воздействия на поверхности RAS необходим для определения потенциальной мишени для препаратов противоопухолевой терапии.

Разработка эффективных регуляторов дезактивации RAS осложнена отсутствием ярко-выраженных полостей на поверхности фермента, доступных для связывания с молекулой эффектором. Одним из главных недостатков существующих методов является анализ статичной структуры белка. Такой подход не позволяет оценить перспективность сайтов, которые могут возникать на поверхности белка в результате конформационной подвижности.

Данная работа посвящена разработке комбинированного метода поиска потенциальных аллостерических сайтов, включающего в себя расчёт продолжительных молекулярно-динамических (МД) траекторий (до 1 мс), создание кинетической модели переходов между основными конформациями белка методом состояний Маркова и определение путей передачи аллостерического сигнала до областей активного сайта, ответственных за связывание с GAP (switch I и switch II).

На основе созданной кинетической модели конформационных переходов белка был выделен наиболее медленный конформационный переход, соответствующий переходу из активной формы RAS в неактивную. Анализ ансамбля active структур позволил выделить две области на поверхности фермента, для которых доступная для связывания площадь увеличивается в активной форме RAS. Протяжённость аллостерических сигнальных путей в активной форме RAS больше, а их количество значительно меньше, чем в неактивной форме. Этот результат подтверждает возможность возникновения аллостерического эффекта при связывании молекулы-регулятора в предлагаемых сайтах.

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ №18-33-0038.

© 2004 Дизайн Лицея Информационных технологий №1533