• A
  • A
  • A
  • АБB
  • АБB
  • АБB
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта

Глава

Выявление молекулярных основ взаимодействия белков в мембране с помощью компьютерного моделирования

С. 9-32.

В главе 1.1 (Кузнецов, Ефремов) рассмотрены теоретические подходы к изучению мембранных белков (МБ), которые являются важнейшим компонентом плазматической мембраны клетки. Они выполняют жизненно важные функции, а нарушения в их работе приводят к развитию патологических состояний. Изучение МБ экспериментальными методами требует особых подходов и техник, поскольку для их функционирования необходимо сохранение мембранного окружения. Поэтому несмотря на значительный прогресс в экспериментальном изучении структуры и свойств МБ, для них разрабатывается множество теоретических методов предсказания пространственной организации и физико-химических параметров. Среди имеющихся на данный момент методов изучения мембранных белков in silico можно выделить ряд алгоритмов, основывающихся на моделировании по гомологии, а также методы предсказания структуры и свойств этих белков de novo. В связи с ростом вычислительных возможностей применяются все более сложные алгоритмы, позволяющие детально описывать поведение системы, либо принимающие во внимание большее число факторов. Широкое распространение получили комбинированные подходы, сочетающие в себе разные уровни описания свойств моделируемой системы. Наибольший интерес при изучении МБ представляют их трансмембранные домены (ТМД), сформированные в большинстве случаев α-спиралями и их пучками. На смену господствовавшей концепции аминокислотных мотивов димеризации, рассматривавшей, в первую очередь, белок-белковые контакты, приходит модель мембраны как адаптивной активной матрицы, способной в значительной степени подстраиваться под присутствующие в ней белки и модулировать их активность. Такой механизм взаимного влияния двух компонентов системы бросает вызов современным методам теоретического описания мембранных систем, поскольку требует учета большего числа параметров. К настоящему времени появилась возможность изучения сложных многокомпонентных модельных систем, ранее являвшихся недоступными для молекулярного моделирования. Современные технологии компьютерного эксперимента позволяют выявлять принципы белок-липидного взаимодействия в мембранах, а также описывать механизмы функционирования мембранных белков на молекулярном уровне. p { margin-bottom: 0.21cm; direction: ltr; color: rgb(0, 0, 0); }p.western { font-family: "Times New Roman",serif; font-size: 12pt; }p.cjk { font-family: "Droid Sans"; font-size: 12pt; }p.ctl { font-family: "Lohit Devanagari"; font-size: 12pt; }a:link { }

p { margin-bottom: 0.21cm; direction: ltr; color: rgb(0, 0, 10); line-height: 120%; text-align: left; }p.western { }p.cjk { font-family: "Droid Sans"; }p.ctl { font-family: "Lohit Devanagari"; }a.western:visited { }a.cjk:visited { }a.ctl:visited { }

Мембранные белки являются важнейшим компонентом плазматической мембраны клетки. Они выполняют жизненно важные функции, а нарушения в их работе приводят к развитию патологических состояний. При этом их изучение экспериментальными методами требует особых подходов и техник, поскольку для их функционирования необходимо сохранение мембранного окружения. Поэтому несмотря на значительный прогресс экспериментального изучения структуры и свойств мембранных белков, для них разрабатывается множество теоретических методов предсказания их пространственной организации и физико-химических параметров. Среди имеющихся на данный момент методов изучения мембранных белков in silico можно выделить ряд алгоритмов, основывающихся на моделировании по гомологии, а также методы de novo предсказания структуры и свойств этих белков. В связи с ростом вычислительных возможностей применяются всё более сложные алгоритмы, позволяющие более детально описывать поведение системы, либо принимающие во внимание большее число факторов. Широкое распространение получили комбинированные подходы, сочетающие в себе разностороннее рассмотрение и разные уровни описания свойств моделируемой системы. Наибольший интерес при изучении мембранных белков представляют их трансмембранные домены, сформированные в большинстве случаев α-спиралями и их пучками. Таким образом, вопрос взаимодействия спиральных доменов в мембране является фундаментальным. В то же время, этот простой случай до сих пор не полностью описан и открывает всё новые аспекты молекулярных взаимодействий в мембране. На смену господствовавшей концепции аминокислотных мотивов димеризации, рассматривавшей, в первую очередь, белок-белковые контакты, приходит модель мембраны как адаптивной активной матрицы, способной в значительной степени подстраиваться под присутствующие в ней белки и модулировать их активность. Такой механизм взаимного влияния двух компонентов системы бросает вызов современным методам теоретического описания мембранных систем, поскольку требует учёта большего числа параметров. К настоящему времени появилась возможность изучения сложных многокомпонентных модельных систем, ранее являвшихся недоступными для молекулярного моделирования. Современные технологии компьютерного эксперимента позволяют выявлять принципы белок-липидного взаимодействия в мембранах, а также описывать механизмы функционирования мембранных белков на молекулярном уровне.