Оценка влияния среды на димеризацию трансмембранных доменов гликофорина А в компьютерном эксперименте

А. С. Кузнецов; Р. Г. Ефремов

?

Оценка влияния среды на димеризацию трансмембранных доменов гликофорина А в компьютерном эксперименте

С. 250–254.

азработан комплексный подход к изучению взаимного влияния белка и мембранной среды в
процессе димеризации трансмембранных (ТМ) α-спиральных пептидов. В основе подхода – численное
разложение профилей свободной энергии взаимодействия ТМ- спиралей на компоненты, соответствующие
различным типам взаимодействий, и картирование пространственного распределения средней плотности
липидов. Метод апробирован для ТМ-сегментов гликофорина А человека (GpA) и нескольких модельных
пептидов. Показано, что липиды вносят значительный выгодный вклад в свободную энергию димеризации, в то
время как образующиеся на интерфейсе мономеров контакты аминокислотных остатков могут, наоборот, быть
невыгодными. Также на боковой поверхности ТМ-доменов GpA показано наличие сайтов связывания ацильных
цепей молекул липидов. Таким образом, аминокислотная последовательность белка определяет и белок-
белковые взаимодействия, и связывание липидов, что влияет на детальное распределение энергетических
вкладов. При этом липидная мембрана может выступать в качестве непосредственного участника спонтанной
ассоциации ТМ α-спиралей. Результаты данной работы могут быть использованы для рационального
конструирования перспективных пептидных модуляторов, направленных на корректировку работы битопных
мембранных белков, включая рецепторные тирозинкиназы.

Язык: русский

Полный текст

Ключевые слова: transmembrane domain glycophorin A role of the lipid membrane free energy of intermolecular interactions трансмембранный домен гликофорин А роль липидной мембраны свободная энергия межмолекулярных взаимодействий

В книге

Актуальные вопросы биологической физики и химии. БФФХ-2016: материалы XI международной научной-технической конференции, г. Севастополь, 25-29 апреля 2016 г.

Т. 1. Вып. 1. , Севастополь: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Севастопольский государственный университет", 2016.

Diverse Interactions of Sterols with Amyloid Precursor Protein Transmembrane Domain Can Shift Distribution Between Alternative Amyloid-β Production Cascades in Manner Dependent on Local Lipid Environment

Volynsky P., Urban A., Pavlov K. и др., International Journal of Molecular Sciences 2025 Vol. 26 No. 2 Article 553

Alzheimer’s disease (AD) pathogenesis is correlated with the membrane content of various lipid species, including cholesterol, whose interactions with amyloid precursor protein (APP) have been extensively explored. Amyloid-β peptides triggering AD are products of APP cleavage by secretases, which differ depending on the APP and secretase location relative to ordered or disordered membrane microdomains. We used high-resolution NMR to probe ...

Добавлено: 12 октября 2025 г.

Diversity of Structural, Dynamic, and Environmental Effects Explain a Distinctive Functional Role of Transmembrane Domains in the Insulin Receptor Subfamily

Bershatsky Y., Kuznetsov A., Idiatullina A. и др., International Journal of Molecular Sciences 2023 Vol. 24 No. 4 Article 3906

Добавлено: 19 мая 2023 г.

A uniquely stable trimeric model of SARS-CoV-2 spike transmembrane domain

Aliper E. T., Krylov Nikolay A., Nolde Dmitry E. и др., International Journal of Molecular Sciences 2022 Vol. 23(16) Article 9221

Добавлено: 25 августа 2022 г.

Insulin and IGF-1 receptors transmembrane domain dimers: structure prediction and possible role in activation

Кузнецов А. С., Bennasroune A., Maurice P. и др., FEBS Open Bio 2021 Vol. 11 No. Suppl.1 P. 219–219

The receptor tyrosine kinase (RTK) superfamily comprises many different cell-surface receptors having similar membrane organization and function with signal transduction occuring in the dimeric state. Insulin receptor (IR) and type 1 insulin-like growth factor receptor (IGF1R) differ from other RTKs being constitutively homodimeric transmembrane glycoproteins, and molecular mechanisms of their activation still remain elusive. Current ...

Добавлено: 30 августа 2021 г.

Transmembrane peptides as a new strategy to inhibit neuraminidase-1 activation

Albrecht C., Кузнецов А. С., Appert-Collin A. и др., Frontiers in Cell and Developmental Biology 2020 Vol. 8 P. 611121

Сиалидазы или нейраминидазы вовлечены в развитие ряда патологических состояний у человека: нейродегенративных, сердечно-сосудистых и инфекционных заболеваний. Накопленные данные показывают, что ингибирование нейраминидаз, таких как сиалидаза NEU1, может представлять фармакологический интерес, и специфичные ингибиторы NEU1 также будут полезны для понимания биологических функций этой сиалидазы. В настоящей работе мы создали интерферирующие пептиды, нацеленный на димеризацию трансмембранного домена, ...

Добавлено: 14 декабря 2020 г.

Молекулярно-динамические аспекты взаимодействия трансмембранного сегмента нейраминидазы-1 с перспективным пептидным перехватчиком

Кузнецов А. С., Bennasroune A., Maurice P. и др., В кн.: II объединенный научный форум: VI съезд физиологов СНГ, VI съезд биохимиков России, IX российский симпозиум «Белки и пептиды» (Сочи, Дагомыс, 1–6 октября 2019). Научные труды.Т. 2.: М.: Издательство "Перо", 2019. С. 108–108.

Нейраминидаза-1 (NEU1) – фермент, катализирующий отщепление терминальных остатков сиаловых кислот от олигосахаридов. В клетках человека NEU1 представлена в двух формах: лизосомальной и мембраносвязанной. Структурные особенности последней и её функция в составе комплекса рецептора эластина (ERC) не до конца ясны. Доказано, что в мембране происходит димеризация NEU1, а мутации в последовательности второго трансмембранного домена (ТМ2) NEU1 ...

Добавлено: 2 ноября 2019 г.

Роль мембранного окружения в процессе димеризации трансмембранных сегментов рецепторных тирозинкиназ семейства ErbB

Кузнецов А. С., Ефремов Р. Г., В кн.: Сборник научных трудов VI съезда биофизиков РоссииТ. 1.: Краснодар: Полиграфическое объединение «Плехановец», 2019. С. 165–165.

Рецепторные тирозинкиназы семейства ErbB —это белки, играющие ключевую роль в процессахделения и дифференцировки клеток. Их природными лигандами являются различные гормоны и факторы роста. В то же время, выявлен ряд мутаций, приводящий к спонтанной активации рецепторов ErbB и развитию патологических состояний организма. В частности, рецептор ErbB2 также известен как Neu-онкоген, поскольку для многих видов рака выявлен ...

Добавлено: 1 ноября 2019 г.

Димеризация трансмембранных доменов белков: роль липидного окружения

Кузнецов А. С., Ефремов Р. Г., В кн.: Тезисы докладов XXVI Международной конференции "Математика. Компьютер. Образование". МКО-2019.: [б.и.], 2019. С. 45–45.

Трансмембранные (ТМ) спирали являются одними из наиболее распространённых структурных элементов в мембранных белках. Взаимодействие таких ТМ доменов в мембранном окружении определяет процессы формирования пространственной структуры белков и механизмы их функционирования в норме и в патологии. Рецепторные тирозинкиназы представляют собой широкий класс белковых молекул, у которых трансмембранный домен представлен единственной ТМ спиралью, при этом для их ...

Добавлено: 1 ноября 2019 г.

Conformational variability and intramembrane recognition possibly associated with abnormal cleavage of APP transmembrane domain

Urban A., Bocharov E., Nadezhdin K. и др., , in: FEBS Open Bio Volume 9, Issue S1 Supplement: 44th FEBS Congress, From Molecules to Living Systems, Krakow, Poland, July 6‐11, 2019Vol. 9: 44th FEBS Congress, From Molecules to Living Systems, Krakow, Poland, July 6‐11, 2019.: Oxford: Wiley, 2019. Ch. 31-016 P. 299–299.

Bitopic proteins having only one helical transmembrane (TM) domain are a class of biologically significant membrane proteins, including the type I receptors and amyloid precursor protein (APP), which are involved in regulating the homeostasis of human organism and recognized as substrate by c-secretase. Amyloid Ab-peptides forming plaques in brain during Alzheimer disease (AD) are the ...

Добавлено: 1 ноября 2019 г.

Familial L723P Mutation Can Shift the Distribution between the Alternative APP Transmembrane Domain Cleavage Cascades by Local Unfolding of the Ε‑Cleavage Site Suggesting a Straightforward Mechanism of Alzheimer’s Disease Pathogenesis.

Bocharov E., Nadezhdin K., Urban A. и др., ACS Chemical Biology 2019 Vol. 14 No. 7 P. 1573–1582

Добавлено: 8 августа 2019 г.

Dielectric-dependent strength of interlipid H-bonding in biomembranes: a model case study.

Ефремов Р. Г., Journal of Chemical Information and Modeling 2019 Vol. 59 No. 6 P. 2765–2775

Добавлено: 7 августа 2019 г.

Proteins and membranes: born to be together. A computational view

Полянский А. А., Кузнецов А. С., Volynsky P. и др., , in: Biomembranes 2018. International Conference. 1-5 October 2018. Book of Abstracts.: Dolgoprudni: MIPT, 2018. P. 89–90.

A computational approach to the analysis of structural and dynamical properties of all components of model membranes - membrane proteins, lipids, water and ions - has been developed. It is established that local changes in the membrane environment play an important role in the binding of membrane-active peptides and peripherical membrane proteins, causing specific clustering ...

Добавлено: 23 октября 2018 г.