ИСТИНА

Растворимые неорганические пирофосфатазы семейства I (PPазы) являются важным объектом для изучения в биохимии и молекулярной биологии с целью разработки новых лекарственных соединений. [1] Несмотря на то, что ферменты данного семейства хорошо изучены, в литературе представлено мало данных об их систематике и структурных особенностях. [2] Неорганическая пирофосфатаза из Mycobacterium tuberculosis (Mt-PPаза) является потенциальной мишенью для разработки противотуберкулезных соединений и популярным объектом для фундаментальных исследований. [3] В настоящем исследовании мы используем инструменты биоинформатики для поиска структурных детерминант подсемейств семейства I растворимых неорганических пирофосфатаз и выявления структурных особенностей Mt-PPазы. Мы использовали пакет программ разработанных в Московском государственном университете: Mustguseal platform и Zebra2 web-server, а также сопутствующие программы. [4] Было отобрано 32 трёхмерных структур PPаз из различных организмов. С помощью Mustguseal на основании этих структур был получен массив из 5186 последовательностей. По ним было построено структурно-обоснованное выравнивание. На основании выравнивания массив был разбит на кластеры с помощью Zebra2. Кластер, содержащий Mt-PPазу также был структурирован с помощью Zebra2. По результатам кластеризации Mt-PPаза попала в кластер, содержащий также белки неорганическая пирофосфатаза из Thermus Thermophilus (2PRD), и неорганическая пирофосфатаза из Mycobacterium leprae (4ECP). В один из прочих кластеров попал хорошо изученный белок из Escherichia coli (Ec-PPаза), который сильно отличается по свойствам от Mt-PPазы. [5] Было обнаружено 42 семейно-специфичных позиции. Анализ трехмерных структур Mt-PPазы и Ec-PPазы показал, что найденные с помощью Zebra2 семейноспецифичные позиции могут играть важную роль в формировании свойств данных ферментов. Полученные результаты могут быть использованы для разработки селективных ингибиторов Mt-PPазы. Результаты работы позволяют обнаружить прежде неописанные отношения структура-свойство в семействе I PPаз. Источники и литература 1. Kajander T., Kellosalo J., Goldman A. Inorganic pyrophosphatases: one substrate, three mechanisms //FEBS letters. 2013. №587(13). p. 1863-1869. 2. Samygina V. R. Inorganic pyrophosphatases: structural diversity serving the function //Russian Chemical Reviews. 2016. №85(5). p. 464. 3. Vijayan M. Structural biology of mycobacterial proteins: the Bangalore effort. // Tuberculosis (Edinb). 2005. №85(5-6). p. 357-66. 4. Suplatov D. et al. Zebra2: advanced and easy-to-use web-server for bioinformatic analysis of subfamily-specific and conserved positions in diverse protein superfamilies //Nucleic acids research. 2020. №48(W1). p. W65-W71. 5. Romanov R. S. et al. Effect of structure variations in the inter-subunit contact zone on the activity and allosteric regulation of inorganic pyrophosphatase from Mycobacterium tuberculosis //Biochemistry (Moscow). 2020. №.85(3). p. 326-333.