Диссертация (1145807), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Был проведен докинг P(-)C(-)изомеразомана(какодногоизнаиболеетоксичных)вэтисайтыфосфонилирования. Для всех полученных комплексов были рассчитаны Kd ирасстояния между атомами фосфора зомана и карбоксильным атомомкислорода (азота в случае лизина) изучаемой аминокислоты (dist (P-O(N)).Анализ данных, полученных методом докинга, показал, что Kd большинствакомплексов очень велики и варьируют от 1010 до 23100 мкM. Лишь несколькозначений Kd комплексов близки к полученным при докинге изомеров зомана всайты Tyr150 и Tyr411 (табл. 3.17).Таблица 3.17.Результаты молекулярного докинга P(-)C(-)-изомера зомана в возможные сайтыфосфонилирования или эстеразной активности альбуминарасстояниеближайшаясайтдоАцетилироKd,dist (P-O(N)),к лигандусвязываближайшей вание НФАмкMнмаминонияамино[126]кислотакислоты, нмTyr4116010.72+Tyr1502800.36Ser1925811.06Ser1930.38+Ser1935180.38Thr2432901.28Tyr1500.35Ser2872950.77Tyr1500.36+Lys4027370.37+Ser4545721.14Tyr4110.71+Thr5407590.87Lys4020.37+Результатом молекулярного докинга зомана по сайту Ser192 являетсякомплекс с Kd = 581 мкM.
Однако расстояние между атомом фосфора лиганда и100кислородом гидроксильной группы серина составляет 1.1 нм. В то же время,проведенный нами графический анализ выявил, что молекула зоманасорбируется около сайта Ser193, а расстояние между атомом фосфора зомана игидроксильнымкислородомSer193составляет0.38нм.Результатоммолекулярного докинга зомана по сайту Ser193 является комплекс с Kd = 518мкM. Полученная конформация совпадает с результатом докинга по сайтуSer192.
Треонин-243 также не был указан как сайт ацетилирования в работе[126]. Проведенный нами анализ показал, что результатом молекулярногодокинга зомана по Thr243 является комплекс с Kd = 290 мкM. Однакорасстояние между атомом кислорода гидроксильной группы треонина и атомомфосфора зомана составляет 1.28 нм. Графический анализ выявил, что в данномкомплексе молекула зомана сорбируется по сайту Tyr150, расстояние междуатомом фосфора зомана и гидроксильным кислородом тирозина составляет 0.35нм.
Полученная конформация совпадает с результатом докинга по сайтуTyr150, описанным выше.Результатом молекулярного докинга зомана по сайту Ser287 являетсякомплекс с Kd = 295 мкM, но расстояние между гидроксильным кислородомаминокислоты и атомом фосфора зомана составляет 0.77 нм. Анализ показал,что молекула зомана опять же сорбируется по сайту Tyr150, расстояние междуатомом фосфора зомана и гидроксилом тирозина составляет 0.35 нм.Полученная конформация также совпадает с результатом докинга по сайтамTyr150 и Thr243. Графический анализ комплекса зомана в сайте Lys402,показал, что молекула лиганда связывается именно по остатку лизина.
Kdкомплекса равна 737 мкM, расстояние между атомом фосфора зомана и атомомN лизина составляет 0.37 нм. Kd комплекса зомана по сайту Ser454 равна 572мкM. Однако расстояние между гидроксильным кислородом аминокислоты иатомом фосфора зомана составляет 1.14 нм. Графический анализ выявил, чтомолекула зомана сорбируется по сайту Tyr411, расстояние между атомомфосфора зомана и гидроксильным кислородом тирозина составляет 0.71 нм.Полученная нами конформация совпадает с результатом докинга по101неактивированному сайту Tyr411.
Результатом молекулярного докинга зоманапо Thr540 является комплекс с Kd = 759 мкM. Графический анализ показал, чтомолекула зомана сорбируется возле Lys402, расстояние между атомом фосфоразомана и N лизина составляет 0.37 нм, тогда как расстояние междугидроксильным кислородом Thr540 и атомом фосфора зомана составляет 0.87нм. Полученная конформация совпадает с результатом докинга возле Lys402(см. выше). Согласно данным [126], серины 192, 287, 454 и треонин 540альбумина ацетилируются при взаимодейтвии с НФA. Комплексы зомана сэтими сайтами в нашем исследовании выявлены не были.
По всей видимости,значения энергии комплексов альбумина и зомана, сорбированных по этимостаткам, намного выше, чем значения энергии комплексов зомана с сайтамиSer193, Tyr150 и Tyr411, поэтому методом докинга получить такие комплексыне удалось. При этом важно подчеркнуть, что в работе [126] не было выявленоаддуктов НФА с Ser193. Отсутствие ковалентных аддуктов в условиях,благоприятных для взаимодействия и образования устойчивого комплекса(dist(P-O)=0.38нм, Kd=518 мкM) свидетельствует о том, что Ser193 можетобеспечивать истинно эстеразную активность альбумина и гидролиз молекулызомана.
Важно, что возле Ser193 находится остаток гистидина, а расстояниемежду гидроксильным кислородом серина и атомом азота N гистидина,способным акцептировать протон, составляет всего 0.22 нм.Таким образом, согласно данным молекулярного докинга, помимо сайтовTyr150 и Tyr411, только сайты Ser193 и Lys402 могут продуктивновзаимодействовать с зоманом. Чтобы более подробно исследовать свойстваэтих сайтов, был проведен докинг оставшихся P(+)C(-)-, P(-)C(+)- и P(+)C(+)стереоизомеров зомана в эти центры связывания и результаты (константыдиссоциации полученных комплексов и расстояния между гидроксильнымкислородом серина или N-атомом лизина и атомом фосфора изомеров зомана,dist(P-O(N)) представлены в табл. 3.18.
Как в случае Ser193, так и в случаеLys402, только P(-)-изомеры зомана связываются с этими сайтами на102достаточно близком расстоянии для нуклеофильной атаки кислородом (азотом)фосфора зомана.Для дополнительной проверки правильности проведенных расчетов икорректностииспользуемогометодабылосуществленсвоегородаположительный контроль: мы провели молекулярный докинг НФА в сайтыSer193 и Lys402. Проведенный нами анализ полученных комплексов показал,что в случае Lys402 Kd составляет 27 мкM. Расстояние между карбонильнымуглеродом лиганда и N-атомом лизина равняется 0.37 нм и являетсядостаточным для образования ковалентной связи между НФA и остаткомлизина.
В случае Ser193, Kd полученного комплекса равна 40 мкM. Нографический анализ показал, что лиганд связывается на расстоянии 1.4 нм отостатка серина, так что атака серина на карбонильный углерод НФAневозможна. Анализ окружения лиганда в данном комплексе показал, что НФAсорбирован в районе Ser454 (он близко расположен пространственно), который,согласно данным Локридж и соавт., может быть ацетилирован. Таким образом,результаты, полученныенами молекулярным докингом, согласуются срезультатами работы [126].Таблица 3.18.Результат молекулярного докинга изомеров зомана в сайты Ser193 и Lys402альбуминаСтереоизомеры зоманаСайтПараметрысвязывания связыванияP(-)C(-) P(+)C(-) P(-)C(+)P(+)C(+)Kd, мкM518598787633Ser193dist(P-O(N)),0.380.410.370.40нмKd, мкM7379027631031Lys402dist(P-O(N)),0.370.430.370.55нмДепротонированиекаталитическоготирозинанеобходимодляпродуктивного связывания зомана в сайте Tyr411, но в гораздо меньшейстепени активация тирозина влияет на геометрию связывания зомана в сайтеTyr150; более того, в последнем случае протонирование тирозина только103улучшает стабильность полученных комплексов.
До сих пор остаютсяневыясненными процессы, приводящие к переносу протона с тирозинов наакцепторы в молекуле альбумина. Возможно, на перенос протона влияетсвязывание лигандов в других сайтах альбумина (аллостерическая модуляция).Если это так, то, по всей видимости, сайт Tyr411 более подверженаллостерической модуляции, нежели сайт Tyr150.
Аллостерическая модуляцияальбумина является предметом наших дальнейших исследований.Результаты многочисленных химических экспериментов однозначносвидетельствуют об образовании аддуктов зомана с альбумином только поTyr411, тогда как аддуктов зомана с Tyr150 с помощью MALDI-массспектрометрии обнаружено не было. Мы полагаем, что такое противоречиеможет свидетельствовать о том, что сайт Tyr150 отвечает за «истинно»эстеразную активность альбумина. Если это так, то результатом реакции в этомсайте должен быть фермент (альбумин) и два продукта гидролиза субстрата(фторид-ионипинаколилметилфосфоноваякислота,ПМФК),поэтомузафиксировать промежуточный аддукт методом MALDI-масс-спектрометрииневозможно.ВработеLietal.(2008)обнаруженадополнительнаягидролитическая активность альбумина, которая примерно на два порядка (!)превышает гидролитическую активность, обусловленную сайтом Tyr411.Однако авторы этой работы не проводили анализ образования ПМФК, такжекак не проводили докинг по другим сайтам альбумина.
Наши эксперименты insilico позволяют выдвинуть предположение, что сайт Tyr150, а также нигде неупоминавшийся ранее сайт Ser193, могут эффективно взаимодействовать сзоманом, не образуя при этом ковалентных аддуктов, что делает ихкандидатами на роль сайтов, ответственных за эстеразную активностьальбумина. Для подтверждения этих предположений необходимо исследоватькинетику образования ПМФК, а также провести дополнительные исследованияin silico, которые помогут детальнее изучить взаимодействие альбумина с ФОСи другими эфирами.
Данное направление исследований имеет не толькотеоретическое, но и большое практическое значение, т.к. понимание104механизмов связывающей и эстеразной активности альбумина позволитосуществлятьнаправленнуюрегуляцию(модуляцию)токсическихилифармакологических свойств многих биологически активных веществ.Молекулярный докинг других экзогенных лигандов альбумина с оценкойреципрокного влияния лигандов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
