Молекулярное моделирование эфрина А1человека
Фахрутдинова Г.Н.
Эфрины и эфриновые рецепторы играют большую роль в эмбриогенезе. Они отвечают за распознавание клетками друг друга при дифференциации, отвечают за миграцию и пролиферацию клеток. Особенно важную роль они играют в проведении аксонов и развитии сосудистой системы эмбриона. В норме, у взрослых организмов эфрины и эфриновые рецепторы почти не экспрессируются. Однако в раковых клетках обнаружена повышенная экспрессия этих белков. Обнаружено, что воздействие одного и того же лиганда на один и тот же рецептор влечет за собой самую разнообразную клеточную активность, в зависимости от типа клетки и силы сигнала. Так, известно, что многие эфрины способны как подавлять, так и стимулировать рост опухолевых клеток. Поэтому белки этого семейства являются перспективным объектом исследования, как инструмент подавления роста раковых клеток.
Объектом исследования в настоящей работе является эфрин А1. Установлено, что этот белок блокирует ангиогенез в опухолях in vitro, ингибирует рост клеток рака крови и развитие глиобластомы у человека. Определение трехмерной структуры белков экспериментальными методами зачастую очень сложно. Поэтому компьютерное моделирование может оказать существенную помощь в изучении свойств этих биомолекул.
В работе проведено моделирование пространственной структуры эфрина А1. Моделирование проводили на основании гомологии с эфрином А5, структура которого известна. Для поиска структурного шаблона использовали метод «протягивания», суть которого состоит в том, что аминокислотную последовательность «накладывают» на уже известные структурные каркасы, содержащиеся в банках данных (соответствующие программы доступны в сети Интернет).
Модели были протестированы на соответствие их стереохимических параметров (геометрия валентных связей, углов, значения торсионных углов, хиральность и т.д.) наблюдаемым, т.е. полученным путем анализа известных трехмерных структур.
Корректность моделей оценивали с помощью теста Айзенберга (программа 3D_Profiles). В основе метода лежит идентификация класса окружения каждого аминокислотного остатка модели и вычисление значения функции совместимости (S) данного остатка в данном классе окружения. Для общей оценки структуры вычисляется величина функции совместимости для всей последовательности (как сумма величины S по всем остаткам).
Установлены возможные функционально важные аминокислотные остатки, формирующие сайты связывания лиганда с рецептором, сайты димеризации и олигомеризации лиганда. Далее эта информация может использоваться в биохимических экспериментах по мутагенезу и модификации данного белка с целью исследования деталей взаимодействия рецептора с лигандом.
Результатом работы является трехмерная модель эфрина А1, которая будет использоваться для оценки фолдинга этого же белка, полученного invitro, а также в дальнейших экспериментах по изучению механизмов функционирования связываемых с ним рецепторов.
Литература
1) Elena B.Pasquale, Eph receptor signalling casts a wide net on cell behavior, molecular cell
biology, vol. 6, 2005.
2) Juha-Pekka Himanen et al., Crystal structure of the ligand-binding domain of the receptor
tyrosine kinase EphB2, Nature, vol. 396, 1998.
Loading ...