Пространственная структура и динамика трансмембранных доменов эфриновых рецепторов EPHA1 и EPHA2 по данным спектроскопии ЯМР

• Автор: Майзель, Максим Львович
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 102 с. : ил.

Содержание

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

1. ВВЕДЕНИЕ

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

2.1. Белки семейства рецепторных тирозинкиназ.

2.1.1. Белки, представители семейства РТК

2.1.2. Эфриновые рецепторы тирозинкиназ.

2.1.3. Структурные особенности активации РТК

2.2. Общие принципы организации аспиральных доменов в липидном окружении.

2.2.1. Структура аспирши.

2.2.2. Трансиембранные аспиральные домены белков.

3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.
3.1. Объект исследования.
3.2. Приготовление образца.
3.3 Оптические методы исследования.
3.3.1. Динамическое светорассеяние
3.3.2. КДспекшроскопия.
3.4. Спектроскопия ЯМР.
3.5. Отнесение сигналов в спектрах ЯМР.
3.6. Измерение рНзависимостей химических сдвигов сигналов в СПЕКТРАХ ЯМР
3.7. Расчет пространственной структуры и внутримолекулярной динамики
3.8. МДРЕЛлкслция.
4. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
4.1. Предварительные данные о пространственной структуре ЕрнАГгм и ЕрнА2тм.
4.1.1. Оптические .методы
4.1.2. Элементы вторичной структуры.
4.2. Пространственная структура, динамика и коформлционнля подвижность ГМ доменов эфринового рецептора ЕрнЛ.
4.2.1. Конформационный обмен ЕрИЛ Пт.
4.2.2. Основная конформация ЕрИАIШ в липидных бицеллах.
4.2.3. Изменение локальной структуры и динамики основной конформации димера ЕрИА Пт при депротонировании карбоксильной группы Ыи57.
4.2.4. Минорная форма димера ЕрИА Пт. вызванная депротонированием и
4.2.5. Влияние поверхностного заряда мембраны на конформационное разнообразие димера ЕрИАПт.
4.2.6. Вероятная физиологическая роль рецептора ЕрИЛ 1 как внеклеточного сенсора
4.3. Пространственная структура и динамика ТМ домена эфринового рецептора ЕРНЛ2.
4.3.1. Основная конформация ЕрИА2т в липидных бицеллах
4.3.2. Копформационный обмен и стабилизация локальной и четвертичной структуры ТМ домена ЕрИА2.
4.3.3. Анализ рНзависимостей химических сдвигов сигналов ядер ТМ домена ЕрИА2т.
4.3.4. Интерфейсы димеризации белков семейства эфриновых рецепторовР
5. ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Разработка новых соединений, модулирующих активность биологическизначимых белков, является важной составляющей современной медицины. В настоящий момент крупные международные фармацевтические компании, активно использующие геномные и постгеномные технологии, в качестве одного из своих стратегических направлений развития выбрали создание лекарственных препаратов, селективно действующих на РТК 1. На сегодняшний день получено множество пространственных структур внеклеточных и цитоплазматических доменов различных представителей РТК, однако нет практически никаких данных о структуре трансмембранных ТМ доменов, более того, об их взаимодействии в мембране. Важность последнего подтверждается тем, что необходимым условием функционирования РТК является димеризация и олигомеризация в клеточной мембране. В связи с этим, большой интерес представляет понимание механизмов межмолекулярных взаимодействий в гетерогенной среде, которой является липидный бислой биологической мембраны. Приведенные данные являюттся важными как в фундаментальном смысле для понимания факторов, контролирующих белокбелковое взаимодействие в мембране клетки, так и в прикладном могут свидетельствовать об уникальной роли ТМ домена рецепторов, как мишени для селективного воздействия лекарственных препаратов. Изученные белки являются представителями семейства эфриновых рецепторов, или от англ. iiii , самого большого семейства РТК 2. рецепторы участвуют во многих процессах развития тканей координируют рост, дифференцировку и формирование практически всех органов и тканей, в частности, нервной, сердечнососудистой, иммунной систем, костной, и эпителиальной тканей. Взаимодействия эфриновых рецепторов и их лигандов могут вызывать различные клеточные ответы, например, изменение подвижности, адгезию, отталкивание, особенно для нейрональных и эндотелиальных клеток. Нарушения в функционировании рецепторов и их лигандов характерны для процессов опухолеобразования и метастазирования. Рецепторные тирозинкиназы образуют суперсемейство белков, которые представлены во всех многоклеточных организмах от губок до человека. РТК являются высокоафинными рецепторами клеточной поверхности для таких лигандов, как разнообразные факторы роста, цитокины, гормоны. Они участвуют в регуляции таких клеточных процессов, как подвижность, метаболизм, пролиферация и дифференциация как во время развития, так и во взрослом организме 3. Около человеческих генов кодируют белки семейства РТК. В основе классификации этой большой группы белков лежит схожесть структур членов и их сродство к лигандам. Определено около различных подсемейств РТК. Рисунок 2. Схематическое представление первых 7 подсемейств РТК. ЕрИ и др. Каждый мономер содержит один ТМ аспиральный дометт, состоящий из остатков, большой внеклеточный Ыконцевой лиганд связывающий домен и цитоплазматический Сконцсвой киназный домен. Считается, что все перечисленные РТК, за исключением инсулинового рецептора, существуют в виде слабых димеров на поверхности мембраны клетки. Димер, стабилизируясь за счет связывания лиганда, является минимальной сигнальной субъединицей 6,7. Связывание лиганда с внемембранными доменами вызывает в них структурные изменения, которые передаются внутрь клетки через ТМ участки, что в свою очередь изменят организацию цитоплазматических доменов. Во время активации рецептора происходит трапсавтофосфорилирование множества определенных остатков Туг на внутриклеточном домене, что создает участки связывания для белков, содержащих БН2 и фосфотирозин связывающие РТВ домены 8. Белками, содержащими эти домены, в частности, являются Бгс и фосфолипаза Су. Фосфорилирование и активация этих белков при присоединении к рецептору ведет к инициации каскада сигнальных реакций. Передача сигнала посредством РТК играет ключевую роль в регуляции многих клеточных процессов. Различные нарушения развития и онкологические заболевания, связанные с неправильным функционированием РТК, подчеркивают жизненно важную и разнообразную роль белков этого семейства.