Диссертация (Молекулярное моделирование механизма активации протеинкиназы А Ia)
Описание файла
Файл "Диссертация" внутри архива находится в папке "Молекулярное моделирование механизма активации протеинкиназы А Ia". PDF-файл из архива "Молекулярное моделирование механизма активации протеинкиназы А Ia", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "биология" из Аспирантура и докторантура, которые можно найти в файловом архиве СПбГУ. Не смотря на прямую связь этого архива с СПбГУ, его также можно найти и в других разделах. , а ещё этот архив представляет собой кандидатскую диссертацию, поэтому ещё представлен в разделе всех диссертаций на соискание учёной степени кандидата биологических наук.
Просмотр PDF-файла онлайн
Текст из PDF
Министерство образования и науки Российской ФедерацииФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждениевысшего профессионального образованияСАНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ(ФГБОУ ВПО СПбГУ)Кафедра БиохимииНа правах рукописиРогачева Ольга НиколаевнаМОЛЕКУЛЯРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕХАНИЗМА АКТИВАЦИИПРОТЕИНКИНАЗЫ А Iα03.01.04 («Биохимия»)Диссертацияна соискание ученой степеникандидата биологических наукНаучный руководитель:кандидат биологических наукВ. Е. СтефановНаучный консультант:кандидат химических наукБ. Ф. ЩеголевСанкт-Петербург 20152ОГЛАВЛЕНИЕОГЛАВЛЕНИЕ ................................................................................................................................... 2ВВЕДЕНИЕ.........................................................................................................................................
61. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ................................................................................................................ 111.1 Протеинкиназа А. Общие сведения.......................................................................................... 111.2.
Доменная структура RIα субъединицы .................................................................................. 121.3. цАМФ-связывающие домены .................................................................................................. 141.3.1. Строение цАМФ-связывающих доменов................................................................................. 141.3.2 Модели конформационного перехода цАМФ-связывающих доменов..................................
171.3.3. Лиганды цАМФ-связывающих доменов.................................................................................. 191.4. Диссоциация RIα:C комплекса при цАМФ-индуцированной активации ПКА Iα ............. 211.5. Заселенность конформаций отдельных цАМФ-связывающих доменов и R-субъединицы............................................................................................................................................................ 241.6.
Константы, характеризующие активацию ПКА Iα................................................................ 261.6.1. Значения констант, характеризующих активацию ПКА Iα ................................................... 261.6.2. Обсуждение приведенных значений констант, характеризующих активацию ПКА Iα ..... 301.6.2.1. Константы диссоциации RC комплекса на свободные R- и С-субъединицы ....... 301.6.2.2. Константы диссоциации цАМФ из цАМФ-связывающих сайтов R-субъединицы.................................................................................................................................................... 321.6.2.3.
Константы активации RC комплекса ........................................................................ 341.7. Связь настоящего исследования с литературными данными ............................................... 342. МЕТОДЫ ...................................................................................................................................... 362.1. Докинг лигандов в цАМФ-связывающие сайты А- и В-домена RIα ................................... 362.2. Квантово-химический анализ параметров водородных связей, образуемыхэкваториальным атомом кислорода (серы) лиганда и амидной группой белка.........................
362.3. Изучение конформационных переходов β-субдомена А-домена RIα, равновесия междуего конформациями и влияния на это равновесие мутационных замен R209 ........................... 372.3.1. Подготовка β-субдомена ........................................................................................................... 382.3.2. Моделирование конформационного равновесия β-субдомена..............................................
382.3.3. Математическая обработка результатов методом кластерного анализа .............................. 402.4. Изучение H→B конформационного перехода А-домена ПКА Iα........................................ 422.4.1. Подготовка А-домена ................................................................................................................ 422.4.2. Моделирование H→B конформационного перехода А-домена ПКА Iα методамимолекулярной динамики...................................................................................................................... 4332.4.2.1 Методика моделирования H→B конформационного перехода А-домена RIα...... 432.4.2.2. Метод ускоренной молекулярной динамики (уМД)................................................
442.4.3. Математическая обработка результатов методами факторного и кросскорреляционногоанализов................................................................................................................................................. 472.5. Дополнительные программы и методики, применяемые при постановке моделирований ианализе их результатов .................................................................................................................... 502.5.1.
Выравнивание пространственных структур цАМФ-связывающих доменов и расчет RMSDмежду ними........................................................................................................................................... 502.5.2. Измерение углов между спиралями ......................................................................................... 512.5.3. Визуализация третичных структур........................................................................................... 513.
АНАЛИЗ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЛИГАНДОВ СО СВЯЗЫВАЮЩИМИ САЙТАМИ А- И BДОМЕНОВ ПКА Iα.......................................................................................................................... 523.1 Докинг цАМФ в цАМФ-связывающие сайты А- и B-доменов ПКА.................................... 523.2. Докинг Sp-цАМФS в цАМФ-связывающий сайт B-домена ПКА........................................
543.3. Докинг Rp-цАМФS в цАМФ-связывающий сайт B-домена ПКА Iα................................... 553.4. Квантово-химический анализ параметров водородных связей, образуемыхэкваториальным атомом кислорода (серы) лиганда и амидной группой белка......................... 563.5 Обсуждение результатов ........................................................................................................... 573.5.1. цАМФ-связывающий сайт А-домена R-субъединицы, находящейся в составе RCкомплекса, может связывать цАМФ ..................................................................................................
573.5.2. Rp-цАМФS и Sp-цАМФS могут образовывать стабильные комплексы как со свободной Rсубъединицей, так и с R-субъединицей, входящей в состав RC комплекса .................................. 583.5.3. Смещение амидной группы A202(А326) может запускать конформационный переходцАМФ-связывающих доменов............................................................................................................ 593.5.4 Численная оценка значений констант, характеризующих процесс активации ПКА Iα ......
593.6. Промежуточные выводы .......................................................................................................... 624. МЕХАНИЗМ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЛИГАНДОВ с цАМФ-СВЯЗЫВАЮЩИМ САЙТОМцАМФ-СВЯЗЫВАЮЩИХ ДОМЕНОВ ПКА Iα .......................................................................... 634.1. Взаимодействие цАМФ с цАМФ-связывающим сайтом А-домена ПКА Iα ...................... 634.2. Взаимодействие Rp-цAMPS с цAMP-связывающим сайтом B-домена ПКА Iα ................
664.3. Обсуждение результатов .......................................................................................................... 684.3.1. Переход А-домена ПКА Iα в В-конформацию запускается смещением амидной группыA202 ....................................................................................................................................................... 684.3.2. Экспериментальные подтверждения предложенной модели обратного агонизма RpцАМФS..................................................................................................................................................
7044.4. Промежуточные выводы .......................................................................................................... 725. АМИНОКИСЛОТНЫЙ ОСТАТОК В ПОЛОЖЕНИИ 209 КАК ФАКТОР СТАБИЛИЗАЦИИB-КОНФОРМАЦИИ А-ДОМЕНА ПКА Iα ................................................................................... 735.1. Описание конформаций, принимаемых β-субдоменом А-домена ПКА Iα.........................
735.2. Заселенность конформаций β-субдомена А-домена ПКА Iα ................................................ 755.2.1. β-субдомен белка дикого типа в комплексе с цАМФ и не связанный с лигандом.............. 755.2.2 β-субдомен с точечной заменой R209I в комплексе с цАМФ ................................................ 795.2.3. β-субдомен с точечной заменой R209E, не связанный с лигандом.......................................
805.2.4. β-субдомен с точечной заменой R209G, не связанный с лигандом ...................................... 815.2.5. β-субдомен с точечной заменой R209K, не связанный с лигандом ...................................... 825.2.6. β-субдомен с точечной заменой R209K в комплексе с цАМФ.............................................. 835.3. Обсуждение результатов .......................................................................................................... 875.3.1.
Вопрос применимости данных, полученных на β-субдомене к целому цАМФсвязывающему домену......................................................................................................................... 875.3.2. Роль аминокислотного остатка в положении 209 в функционировании цАМФсвязывающего А-домена ПКА Iα .......................................................................................................
895.3.3. Электростатический «переключатель» R209–D170–R226 как механизм стабилизацииконечных конформаций А-домена ПКА Iα, а не реализации конформационного перехода междуними....................................................................................................................................................... 935.4. Промежуточные выводы ..........................................................................................................
956. ХАРАКТЕРИСТИКА МЕХАНИЗМА ПЕРЕХОДА А-ДОМЕНА R-СУБЪЕДИНИЦЫ ПКА IαИЗ H- В В-КОНФОРМАЦИЮ. РОЛЬ ГИДРОФОБНОГО И ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО«ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЕЙ» В ИЗМЕНЕНИИ КОНФОРМАЦИИ цАМФ-СВЯЗЫВАЮЩИХДОМЕНОВ........................................................................................................................................ 976.1. Оценка результатов моделирования H→B конформационного перехода для А-доменовдикого типа и с мутационной заменой R209K ..............................................................................
