Автореферат (1145985), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Формирование излома B/C-спирали на местефрагмента π-спиралиПуть перехода в В-конформацию А-домена с мутационной заменойR209K3 отличается от путей перехода доменов белка дикого типа не более, чемпоследние различаются между собой, что полностью исключает участиеэлектростатического «переключателя» R209–D170–R226 в конформационномпереходе А-домена. Подтверждает этот вывод и отсутствие электростатического «переключателя» R209–D170–R226 во всех цАМФ-связывающихдоменах, кроме А-доменов протеинкиназ А. Последний факт выявлен в ходеанализа третичных структур цАМФ-связывающих доменов, размещенных вбазе PDB.3Положение боковой цепи K209 поддерживалось постоянным, как описано выше.15ЗАКЛЮЧЕНИЕПолученные нами данные позволили выделить электростатический«переключатель» цАМФ(O6)–A202(N-H)–G199(C=O), посредством которогоцАМФ передает информацию о своем связывании на гидрофобный«переключатель» L203–Y229 и этим запускает конформационный переход Адомена.
Предположение о ключевой роли данного «переключателя» в переходеА-домена из H- в В-конформацию согласуется с предложенным намимеханизмом функционирования Rp-цАМФS в качестве обратного агонистаПКА Iα.Проведенное исследование не подтвердило участие электростатического«переключателя» R209–D170–R226 в конформационном переходе А-домена,однако установило, что остаток в положении 209 влияет на склонность доменак формированию B-конформации. Замены аргинина в этом положении налюбой другой остаток приводят к уменьшению стабильности B-конформациии, как следствие, к увеличению значений константы активации ПКА Iα, чтоотмечено в экспериментальных работах.Простым описанием установленного механизма перехода А-домена RIαиз H- в В-конформацию может служить представление его в виде трехпоследовательных этапов.
На первом этапе (пункт 1 приведенной выше схемы)в ответ на связывание лиганда B-конформацию принимает ФСК. На второмэтапе (пункты 2 – 4), благодаря смещению N3A-мотива и упаковываниюбоковой цепи L203 в гидрофобный карман, поворачивается B/C-спираль, а в ееструктуре, вследствие стремления остатков L233 и M234 к более выгодномугидрофобному окружению, формируется виток π-спирали. На третьем,заключительном, этапе (пункт 5) в результате сближения боковых цепей R241 иE200 на месте витка π-спирали образуется излом, который разделяет B/Cспираль на отдельные B- и С-спирали.Последовательность событий, положенная нами в основу перехода Адомена RIα из H- в В-конформацию, является первым приближением к путиминимальной свободной энергии (ПМСЭ) этого перехода.
Его уточнение ипостроение профиля свободной энергии вдоль уточненного ПМСЭ являетсязадачей дальнейших исследований.Выводы1) цАМФ запускает переход А-домена регуляторной субъединицыПКА Iα из H- в В-конформацию посредством электростатического «переключателя» цАМФ(O6)–A202(N-H)–G199(C=O), передающего информацию освязывании цАМФ на гидрофобный «переключатель» L203–Y229.2)Электростатический«переключатель»R209–D170–R226незадействован в переходе А-домена регуляторной субъединицы ПКА Iα из H- вВ-конформацию. Однако аминокислотный остаток в положении 209 выполняетряд важных функций, к которым относятся: (а) фиксация лиганда в16связывающем сайте; (б) поддержание конформации β2β3-петли; (в) созданиестерически благоприятных условий для размещения A202 в положении,характерном для B-конформации, и стабилизация этого положения путемвзаимодействия с боковой цепью A202.
Аргинин в положении 209 наилучшимобразом совмещает выполнение всех перечисленных функций, что являетсяпричиной его инвариантности во всех цАМФ-связывающих доменах.3) Гидрофобный «переключатель» L203–Y229 представляет собойобязательный элемент механизма, лежащего в основе перехода А-доменарегуляторной субъединицы ПКА Iα из H- в В-конформацию. Движущей силойповорота B/C-спирали, происходящего при его переключении, является напервых этапах сохранение взаимодействия между Y229 и L203, а затемповышение энергии взаимодействия Y229 с β-субдоменом в целом.
В А-доменеПКА Iα, как и в ряде других цАМФ-связывающих доменов, для переходагидрофобного «переключателя» в состояние, соответствующее B-конформации,необходимо смещение N3A-мотива от фосфат-связывающей кассеты.4) Переход А-домена регуляторной субъединицы ПКА Iα из H- в Вконформацию происходит в три последовательных этапа. На первом этапе вответ на связывание лиганда B-конформацию принимает фосфат-связывающаякассета. На втором этапе происходит смещение N3A-мотива, поворот B/Cспирали и формирование в ее структуре витка π-спирали. На третьем этапе наместе витка π-спирали образуется излом, который разделяет B/C-спираль наотдельные B- и С-спирали.ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИВ изданиях из списка ВАК1.
Рогачева, О. Н. Сравнительный анализ структуры и энтальпии гидролизамолекул цАМФ и цГМФ методами квантовой химии / О. Н. Рогачева,В. Е. Стефанов, Б. Ф. Щеголев // Вестн. С.-Петерб. ун-та. Сер. 3. Биология.2007. Вып. 2. C. 86–92.2. Рогачева, О. Н. Термодинамическая оценка активации протеинкиназы А Iα / О. Н. Рогачева, А. В. Попов, Е. В.
Савватеева-Попова,В. Е. Стефанов, Б. Ф. Щеголев // Биохимия. 2010. Т. 75, № 2. С. 286–296.3. Рогачева, О. Н. 3':5'-AMP-индуцированный конформационный переходрегуляторной субъединицы протеинкиназы А Iα запускается ключевымиостатками A202 и A326. Ч. I / О.
Н. Рогачева, Б. Ф. Щеголев, В. Е. Стефанов,Г. А. Захаров, E. B. Савватеева-Попова // Биохимия. 2012. Т. 77, № 5.С. 568–577.4. Рогачева, О. Н. Rp-3':5'-AMPS блокирует начальные стадии конформационного перехода регуляторной субъединицы протеинкиназы А Iα. Ч. II /О.
Н. Рогачева, Б. Ф. Щеголев, В. Е. Стефанов, E. B. Савватеева-Попова //Биохимия. 2012. Т. 77, № 5. С. 578–582.17В других изданиях1. Рогачева, О. Н. Расчет структуры молекул циклических нуклеотидов /О. Н. Рогачева // Политехнический симпозиум «Молодые ученые – промышленности Северо-Западного региона»: матер. конф., декабрь 2006 г., СанктПетербург. СПб: Изд-во Политех. ун-та, 2006. С. 199–200.2. Рогачева, О. Н. Изучение механизма диссоциации регуляторной икаталитической субъединиц протеинкиназы А Iα (ПК А Iα) / О. Н. Рогачева //12-я С.-Петерб. ассамблея молодых ученых и специалистов: ан.
работ.СПб.: Изд-во Рос. гос. гидрометеоролог. ун-та, 2007. С 44.3. Рогачева, О. Н. цАМФ и АТФ как природные регуляторы активацииПКА Iα / О. Н. Рогачева, А. В. Попов, Б. Ф. Щеголев, Е. В. Савватеева-Попова //Научное наследие академика Л. А. Орбели. Структурные и функциональныеосновы эволюции функций, физиологии экстремальных состояний: матер.Всерос. конф. 19-20 ноября 2008 г. Санкт-Петербург. СПб.: ВВМ, 2008.С. 136–137.4. Рогачева, О. Н. Исследование методами молекулярного моделированияроли связывания цАМФ и АТФ в процессе активации ПКА Iα / О.
Н. Рогачева //13-я С.-Петерб. ассамблея молодых ученых и специалистов: ан. работ.СПб.: Фонд «Гаудеамус», 2008. С. 45–46.5. Рогачева, О. Н. Термодинамическая оценка активации протеинкиназы А Iα (ПКА Iα). Анализ роли стэкинг-взаимодействия в связываниицАМФ регуляторной субъединицей ПКА Iα / О. Н. Рогачева, А.
В. Попов,Б. Ф. Щеголев, Е. В. Савватеева-Попова // Молекулярное моделирование: тез.6-й Всерос. конф. 8–10 апреля 2009 г. Москва / РАН. Отд. наук о Земле. Ин-тгеохимии и аналит. химии им. В. И. Вернадского. Моск. гос. ун-т. М., 2009.C. 102.6. Рогачева, О. Н.
Особенности взаимодействия Rp-цАМФS и Sp-цАМФS сцАМФ-связывающим сайтом B-домена протеинкиназы А Iα (ПКА Iα) /О. Н. Рогачева // Современная химическая физика: сб. тез. XXI симп.25 сентября – 6 октября 2009 г. Туапсе. М.: Парк-медиа, 2009. C. 239.7. Рогачева, О. Н. Квантово-химический анализ ингибированияпротеинкиназы А Iα Rp-цАМФS / О. Н. Рогачева, Е.
В. Савватеева-Попова,Б. Ф. Щеголев // XXI съезд Физиол. об-ва им. И. П. Павлова: тез. докл.19–25 сентября 2010 г. Калуга. М.–Калуга: БЭСТ-принт, 2010. C. 517–518.8. Рогачева, О. Н. Исследование механизма активации протеинкиназы А Iα /О. Н. Рогачева // 15-я С.-Петерб. ассамблея молодых ученых и специалистов:ан. работ / Правительство С.-Петербурга. Комитет по науке и высшей школе.2010. C. 98.9. Рогачева, О. Н.
Моделирование конформационных переходов цАМФсвязывающих доменов протеинкиназы А Iα (ПКА Iα) / О. Н. Рогачева,Е. В. Савватеева-Попова, Б. Ф. Щеголев // Молекулярное моделирование: тез.7-й Всерос. конф. 13–15 апреля 2011 г. Москва / РАН. Отд. наук о Земле. Ин-тгеохимии и аналит. химии им. В.
И. Вернадского. Моск. гос. ун-т. М., 2011.C. 131.1810. Рогачева, О. Н. Моделирование конформационного перехода А-доменарегуляторной субъединицы протеинкиназы А Iα / О. Н. Рогачева //Математическое и компьютерное моделирование в биологии и химии.Перспективы развития: труды междунар. конф. 28–30 мая 2012 г. Казань /Казан. (Приволжск.) федер.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
