ИСТИНА

Оранжевый каротиноидный белок (OCP) играет важную роль в фотосинтетическом аппарате цианобактерий. Он представляет собой фоторецептор с молекулярной массой 35 кДа, который активируется синим светом и состоит из двух доменов – полностью α-спирального N-концевого домена и смешанного α-спирального/β-листового С-концевого домена, между которыми нековалентно закреплена молекула кантаксантина, необходимая для фотоактивности. Особенностью OCP является использование каротиноидов в качестве хромофоров. Ранее в наших исследованиях методом молекулярной динамики уже было показано падение электростатического потенциала вдоль пи-сопряжённой цепи каротиноида, которое наблюдается в каротиноид-связывающем кармане OCP [1]. В данном исследовании был продолжен анализ проведенной молекулярно-динамической симуляции с целью предсказать сайты, направленный мутагенез в которых наиболее эффективно изменит оптические свойства молекулы при сохранении третичной структуры белка. Для получения траектории был проведён расчёт молекулярной динамики темнового варианта OCP длительностью 1 мкс с использованием программного пакета GROMACS версии 2020.1 и силового поля OPLS-AA. Шаг интегрирования – 1 фс, температура – 300К (V-rescale), давление – 1 атм (Parrinello-Rahman). Белок был растворён в воде (модель TIP4P), 7 ионов натрия были добавлены для нейтрализации системы. Анализ данных проводился с помощью языка программирования Python версии 3.9.12. Основная гипотеза состоит в необходимости внесения изменений в электростатический потенциал, формируемый аминокислотами белка на атомах каротиноида. В связи с чем основными кандидатами для сайт-направленного мутагенеза стали аминокислоты, взаимодействующие с каротиноидом. Для оценки их вклада в поддержание третичной структуры OCP были построены и проанализированы карты контактов. Стабильными считались контакты длительностью более 50% траектории МД. При этом наиболее перспективным сайтом оказался Glu244. Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-74-00012.