Молекулярное моделирование биомембран и их комплексов с трансмембранными α-спиралями белков

К. В. Смирнов; А. С. Кузнецов; Антонов М. Ю.; Николаев И. Н.; Р. Г. Ефремов

?

Молекулярное моделирование биомембран и их комплексов с трансмембранными α-спиралями белков

С. 108–109.

Смирнов К. В., Кузнецов А. С., Антонов М. Ю., Николаев И. Н., Ефремов Р. Г.

Методом молекулярной динамики (МД) проведен компьютерный анализ структурно-динамических параметров ряда трансмембранных (ТМ) α-спиральных сегментов белков, встроенных в гидратированные липидные бислои различного химического состава. В качестве объектов исследования выбраны мономеры ТМ спиралей нескольких рецепторных тирозинкиназ, отвечающих за клеточную сигнализацию, а также образуемые ими гомо- и гетеро-димеры. Установлено, что в ходе МД все типы ТМ-спиралей в целом сохраняют свою структуру независимо от мембранного окружения, причем наблюдается взаимная адаптация пептидов и мембранной среды.

Язык: русский

Полный текст

Ключевые слова: cell membranes клеточные мембраны protein-membrane interactions белок-мембранные взаимодействия membrane proteins мембранные белки

ПУБЛИКАЦИЯ ПОДГОТОВЛЕНА ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ПРОЕКТА:

Повышение точности и вычислительной эффективности атомистических и многомасштабных методов моделирования материалов (2017)

В книге

VIII Международная конференция по математическому моделированию: тезисы докладов

Якутск: Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова, 2017.

Липид-опосредованная адаптация белков и пептидов в клеточных мембранах

Полянский А. А., Ефремов Р. Г., Биологические мембраны 2024 Т. 41 № 4 С. 403–421

Представлены результаты исследований в компьютерном эксперименте молекулярных механизмов адаптации модельных клеточных мембран, реализующейся в ходе их взаимодействия с белками и пептидами. Речь идет об изменении структурно-динамических параметров водно-липидной среды, гидрофобной/гидрофильной организации поверхности липидного бислоя (так называемой «мозаичности») и пр. Взятые в совокупности, эти эффекты получили название «мембранного ответа» (МО) – важнейшей способности клеточных мембран специфично и устойчиво ...

Добавлено: 19 сентября 2024 г.

Transmembrane Domains of Bitopic Proteins as a Key to Understand the Cellular Signaling (A Review)

Polyansky A. A., R. G. Efremov, Russian Journal of Bioorganic Chemistry 2024 Vol. 50 No. 4 P. 1202–1214

В работе систематически представлены результаты, полученные авторами с помощью вычислительных методов и подкрепленные экспериментальными биофизическими данными в ходе многолетних исследований битопных мембранных белков (БМБ) – важнейших участников клеточной сигнализации. Представленный материал не претендует на роль обзора, поскольку авторы не ставили своей задачей скрупулезно изложить состояние проблемы и дать исчерпывающую информацию из литературных источников. Скорее это ...

Добавлено: 15 сентября 2024 г.

Effect of low molecular weight chitosan on cells of epidermis from pea leaves

Kiselevsky D. B., Shagdarova B. T., Varlamov V. P. и др., Moscow University Biological Sciences Bulletin 2021 Vol. 76 No. 1 P. 14–19

Добавлено: 14 октября 2022 г.

Differences in medium-induced conformational plasticity presumably underlie different cytotoxic activity of ricin and viscumin

Volynsky P., Мальцева Д. В., Tabakmakher V. и др., Biomolecules 2022 Vol. 12 No. 2 Article 295

Добавлено: 1 августа 2022 г.

Use of a laser interference microscope for estimating fluctuations and the equivalent elastic constant of cell membranes

Yusipovich A., Parshina E., Baizhumanov A. A. и др., Instruments and Experimental Techniques 2021 Vol. 94 No. 6 P. 877–885

Добавлено: 15 ноября 2021 г.

Stepwise insertion of cobra cardiotoxin CT2 into a lipid bilayer occurs as an interplay of protein and membrane “dynamic molecular portraits”

Коншина А. Г., Дубовский П. В., Ефремов Р. Г., Journal of Chemical Information and Modeling 2021 Vol. 61 No. 1 P. 385–399

Добавлено: 24 января 2021 г.

Specific refolding pathway of viscumin A chain in membrane-like medium reveals a possible mechanism of toxin entry into cell

Volynsky P. E., Nolde D.E., Zakharova G. S. и др., Scientific Reports 2019 Vol. 9 P. 413

Добавлено: 10 февраля 2020 г.

Роль белок-липидных взаимодействий в функционировании битопных мембранных белков

Бочаров Э. В., Лесовой Д. М., Минеев К. С. 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. 45–46.

Биологическая функция битопных мембранных белков, имеющих только один трансмембранный (ТМ) сегмент, обеспечивается сетью разнообразных межмолекулярных взаимодействий в клеточной мембране. К этому классу белков принадлежат, например, рецепторы типа I, которые принимают непосредственное участие в развитии и поддержании гомеостаза тканей организма человека. Рецепторы эпидермального фактора роста (EGFR/HER) и гормона роста (GHR) служат удобными моделями рецепторов типа I, ...

Добавлено: 2 ноября 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.

Probing the effect of membrane contents on transmembrane protein-protein interaction using solution NMR and computer simulations

Bragin P. E., Kuznetsov A.S., Bocharova O. V. и др., Biochimica et Biophysica Acta - Biomembranes 2018 Vol. 1860 No. 12 P. 2486–2498

Добавлено: 25 сентября 2018 г.

Выявление молекулярных основ взаимодействия белков в мембране с помощью компьютерного моделирования

Кузнецов А. С., Ефремов Р. Г., В кн.: Физико-химические механизмы и регуляция процессов трансформации энергии в биологических структурах.: Ижевск: Ижевский институт компьютерных исследований, 2017. Гл. 1.1 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 ...

Добавлено: 14 ноября 2017 г.

Роль липидного окружения в димеризации трансмембранных доменов белков

Кузнецов А. С., Ефремов Р. Г., В кн.: Актуальные вопросы биологической физики и химии. БФФХ-2017: материалы XII международной научно-технической конференции, г. Севастополь, 2-6 октября 2017 г.: Севастополь: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Севастопольский государственный университет", 2017. С. 313–317.

Трансмембранные домены большинства мембранных белков представляют собой отдельные α-спирали или их пучки. Они принимают непосредственное участие в функционировании мембранных рецепторов и ионных каналов, а также обеспечивают формирование их правильной пространственной структуры. Таким образом, спираль-спиральные взаимодействия в липидном окружении вовлечены в ключевые процессы жизнедеятельности клетки. На смену концепции мотивов димеризации, описывающей взаимодействие белков в мембране исключительно ...

Добавлено: 14 ноября 2017 г.

Why human anti-Galα1–4Galβ1–4Glc natural antibodies do not recognize the trisaccharide on erythrocyte membrane? Molecular dynamics and immunochemical investigation

Volynsky P., Ефремов Р. Г., Mikhalev I. и др., Molecular Immunology 2017 Vol. 90 P. 87–97

Добавлено: 13 ноября 2017 г.

New Insights into Molecular Organization of Human Neuraminidase-1: Transmembrane Topology and Dimerization Ability

Maurice P., Baud S., Bocharova O. и др., Scientific Reports 2016 Vol. 6 No. 38363 P. 1–19

Neuraminidase 1 (NEU1) is a lysosomal sialidase catalyzing the removal of terminal sialic acids from sialyloconjugates. A plasma membrane-bound NEU1 modulating a plethora of receptors by desialylation, has been consistently documented from the last ten years. Despite a growing interest of the scientific community to NEU1, its membrane organization is not understood and current structural ...

Добавлено: 15 марта 2017 г.