Моделирование железоникелевых гидрогеназ

• Автор: Абдуллатыпов, Азат Вадимович
• Шифр специальности: 03.01.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 98 с. : ил.

СОКРАЩЕНИЯ
Актуальность проблемы
Научная новизна
Практическая значимость
Апробация работы
Положения, выносимые на защиту
Степень достоверности полученных результатов
Публикации по теме работы
Структура и объём диссертации
Благодарности
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
ГЛАВА 1. ГИДРОГЕН АЗЫ: КЛАССИФИКАЦИЯ, СТРУКТУРА, СВОЙСТВА
1.1 НтсЗ-гидрогеназы
1.2 Бе-Бе-гидрогеназы
1.2.1 Каталитический цикл железосодержащих гидрогеназ
1.2.2 Биосинтез железосодержащих гидрогеназ
1.3 Железоникелевые гидрогеназы
1.3.1 Каталитический цикл железоникелевых гидрогеназ
1.3.2 Биосинтез железоникелевых гидрогеназ
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТРУКТУРЫ ГИДРОГЕНАЗ
2. 1 Методы молекулярной спектрометрии в исследовании активного центра и электронпереносящих кофакторов гидрогеназ
2. 2 Методы расшифровки трёхмерной структуры гидрогеназ
2. 3 Вычислительные методы в исследовании гидрогеназ
ГЛАВА 3. ГИДРОГЕНАЗЫ Thiocap.su гозеорсгнк'та И Акеготопа.'; тас1еос1И
ГЛАВА 4. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЖЕЛЕЗОНИКЕЛЕВЫХ ГИДРОГЕНАЗ С РЕДОКСПАРТНЁРАМИ
ГЛАВА 5. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
5.1 Моделирование гидрогеназы НубБЬ Т. гозеорешста
5.2 Проверка качества моделей по геометрическим критериям
5.3 Минимизация энергии двусубъединичных моделей

5.4 Моделирование С-концевого фрагмента малой субъединицы и полноразмерного фермента
5.5 Моделирование гидрогеназы НубБЬ Л/<. таскосШ
5.6 Реконструкция лигандов в полученных моделях
5.7 Подсчёт ионных пар
5. 8 Подсчёт водородных связей
5. 9 Картирование поверхностей гидрогеназ
5. 10 Картирование внутримолекулярных туннелей
5. 11 Моделирование взаимодействия гидрогеназы с метилвиологеном и
полипептидами
5. 12 Выделение гидрогеназы Т. гояеорегзкта ВВБ
5. 13 Определение гидрогеназной активности
5.14 Определение константы ингибирования гидрогеназы положительно заряженными полипептидами
5. 15 Построение схемы направленной модификации гидрогеназы Т.
гозеорегз1с1па
ГЛАВА 6. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
6. 1 Модели гидрогеназы НуйБЬ Т. го.зеорегзю!па
6. 2 Моделирование полноразмерной малой субъединицы гидрогеназы НуйБЬ Т,
гозеорегз1ста
6. 3 Модели гидрогеназы НуйБЬ АН. тас1еос1И
6. 4 Анализ взаимодействий внугри субъединиц и между субъединицами
6. 5 Картирование внутримолекулярных туннелей
6. 6 Картирование поверхностей гидрогеназ
6. 8 Влияние положительно заряженных полипептидов на активность гидрогеназы НубБЬ Т.
гозеорегзтпа
6. 9 Докинг метилвиологена и полипептидов с гидрогеназой Т. гозеорегэШпа
6. 10 Схема направленной модификации гидрогеназы 11ус13Ь Т. гозеорегзк 'та с целью придания
ей повышенной устойчивости к кислороду
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

СОКРАЩЕНИЯ
СоВ - кофермент В;
СоМ - кофермент М;
DOPE - дискретно оптимизированная энергия белка; PME - метод частичных сумм Эвальда RMSD — среднеквадратичное расстояние между атомами; F420 - фактор 420 (8-оксодеазафлавин);
FAD - флавинадениндинуклеотид;
МРТ+ - метенилтетрагидрометаноптерин;
МРТН - метилентетрагидрометаноптерин;
NAD - никотинамидадениндинуклеотид;
NADP — никогинамидадениндинуклеотидфосфат;
АТФ - аденозинтрифосфат;
ГТФ - гуанозинтрифосфат;
РСА - рентгеноструктурный анализ;
ЯМР - ядерный магнитный резонанс;
A. vinosum — Allochromatium vinosum;
Alt. macleodii - Alteromonas macleodii;
D. baculatum - Desulfomicrobium baculatum;
D. gigas - Desulfovibrio gigas;
D. fructosovorans — Desulfovibrio fructosovorans;
D. vulgaris - Desulfovibrio vulgaris;
M. marburgensis — Methanothermobacter marburgensis;
P. furiosus - Pyrococcus furiosus;
R. eutropha - Ralstonia eutropha;
R. capsulatus - Rhodobacter capsulatus;
T. roseopersicina - Thiocapsa roseopersicina.

18-аминокислотный фрагмент на С-конце малой субъединицы, который моделировали в программе MODELLER, по-видимому, также имеет неупорядоченную структуру (Рис. 12). Поскольку наличие такого фрагмента в растворе в неупорядоченном виде маловероятно, возможно, что он приобретает более структурированную конформацию при взаимодействии с белковым партнёром гидрогеназы.
Рисунок 12. Общий вид гидрогеназы Ail. macleodii: малая субъединица выделена жёлтым, большая - серым . Фрагмент большой субъединицы, не имеющий гомологов, выделен красным. Фрагмент малой субъединицы, не имеющий гомологов, выделен фиолетовым. Фрагменты, не имеющие гомологов, практически не участвуют во взаимодействии субъединиц между собой, за исключением С-концевого остатка серина малой субъединицы (S332, Uniprot ID F2G4P0), который может образовывать водородную связь с остатком лизина большой субъединицы (К. 117, Uniprot 1DF2G4P1).
Так же как и для гидрогеназы T. roseopersicina. активный центр и электрон-переносящие кофакторы гидрогеназы Alt. macleodii (Рис. 13, 14) идентичны лигандам гидрогеназы А. vinosum. Реконструкция связей проводилась аналогично гидрогеназе T. roseopersicina. tr|F2G4P1|F2G4 P1_ALTMD
MENTASNNRLVVDPITRIEGHLRIEAEMDGNTIKQAFSSGTSVRGlfLIL 50 tr|Q4KVK0|Q4KVK0_ALLVI
MSERIVVDPITRIEGHLRIEAQMDGATIAQAYSSGTMVRGl|TIL
• к к к к • к к к к к к к к к к к
tr|F2G4P1|F2G4 P1_ALTMD
qgrdprdawafaqricgv|tlvhgmasvravedairkawrsnaklgvaig
tr|Q4KVK0|Q4KVK0_ALLVI
kgrdprdawafvqricgv|tlvhgiasvravedalr
• kkkkkkkkkkkk • kkkkkkkkk • к