|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Молекулярное моделирование специфического распознавания ингибитора II типа дорамапимода в аллостерическом центре митоген-активируемых протеинкиназкурсовая работа (Специалист)
- Научный руководитель: Суплатов Д.А.
- Автор: Макарикова Ольга Леонидовна
- Тип: Специалист
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Кафедра: Факультет биоинженерии и биоинформатики
- Год защиты: 2019
- Курс: 2
- Аннотация: Митоген-активируемые протеинкиназы (МАРК) участвуют в клеточном ответе на стрессовые стимулы. МАРК семейства p38 играют важную роль во внутриклеточных сигнальных процессах, а ингибиторы этих ферментов могут помочь в лечении воспалительных и аутоимунных заболеваний человека. Дорамапимод – производное диарилмочевины, один из наиболее известных и селективных ингибиторов II типа МАРК р38, который, как было недавно показано, способен связываться как в DFG-out, так и в DFG-in конформациях фермента [1]. Клинические испытания выявили токсичность этого препарата, однако недавнее исследование показало широкий потенциал соединений данного типа в качестве химической основы для разработки более эффективных ингибиторов МАРК [1]. Целью этой работы является изучение молекулярного механизма селективного распознавания дорамапимода в структурах MAPK p38 в сравнении c MAPK ERK, которые не ингибируются этим лигандом. Для решения поставленной задачи были применены методы молекулярного моделирования и экспертного структурного анализа. На первом этапе работы были выбраны репрезентативные структуры MAPK ЕRК и MAPK p38. Сервер PDBFLEX использовали для того, чтобы собрать полные коллекции всех доступных структур двух ферментов: p38α и ERK1. Собранные структуры отличались прежде всего положением активационной петли. Структуры для MAPK р38 в состояниях DFG-in и DFG-out, а также для MAPK ERK в состоянии DFG-in брались из PDB - 1r3c, 1kv2, 1erk, соответственно. Структура MAPK ERK в состоянии DFG-out была сконструирована на основе PDB структуры 1erk в соответствии с идеей алгоритма DOLPHIN с помощью PyMol. На втором этапе работы связывание дорамапимода в выбранных структурах изучали методом молекулярного докинга. Использовали программу Leadfinder для того, чтобы предсказать возможные положения дорамапимода в аллостерическом центре в выбранных структурах и оценить соответствующие энергии связывания. Получены следующие результаты: -8,36 и -10,34 ккал/моль для DFG-in состояний MAPK ERK и MAPK p38, соответственно, -9,56 и -13,75 ккал/моль для DFG-out состояний MAPK ERK и MAPK p38, соответственно, при погрешности оценки не более 0.5-1 ккал/моль. Эти результаты свидетельствуют о том, что связывание в МАРК p38 существенно более выгодно с энергетической точки зрения. Для интерпретации полученных результатов моделирования был проведен сравнительный экспертный анализ комплексов фермент-ингибитор в программе PyMol. Описаны следующие различия центров связывания обоих ферментов: петля 166-172 и остаток Asp168 (нумерация по MAPK р38) имеют разную конфигурацию основной и боковой цепи, соответственно, в МАРК p38 и МАРК ERK, а остатки Ala157 и Thr106 МАРК p38 заменены на Leu и Gln в MAPK ERK, соответственно. Показано, что селективность распознавания дорамапимода в MAPK p38 в сравнении c MAPK ERK определяется локальными различиями в структурах центров связывания ферментов. Полученные результаты будут полезны при разработке более эффективных ингибиторов MAPK p38 на основе диарилмочевины. Источники и литература 1) Suplatov, D. A., Kopylov, K. E., Sharapova Y.A., Švedas V. Human p38α Mitogen-Activated Protein Kinase in the Asp168-Phe169-Gly170-in (DFG-in) state can bind allosteric inhibitor Doramapimod // J. Biomol. Struct. Dyn. – 2018. DOI:10.1080/07391102.2018.1475260
- Добавил в систему: Суплатов Дмитрий Андреевич