Диссертация

В данной работе наибольшее внимание уделено моделированию связи структура-динамика-свойства холинэстераз и близких по структуре белков, играющих большую роль в функционировании нервной системы. Цель работы - развитие методики описания структурно-динамических свойств белков методами молекулярного моделирования и применение её к различным системам. В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи: 1) выявление закономерностей формирования четвертичной структуры холинэстераз и близких по структуре белков в зависимости от первичной последовательности и динамики мономеров; 2) сравнение структуры и динамики ферментов одного типа различных организмов и их каталитических свойств на примере АХЭ человека и рыбы; 3) исследование влияния точечных мутаций на структурно-динамические свойства и стабильность активного центра фермента на примере БХЭ человека. Для решения поставленных задач были использованы современные методы компьютерной химии: молекулярная динамика с последующим статистическим анализом с применением цепей Маркова; молекулярная динамика с возбуждением свободной энергии; комбинированный метод зонтичной выборки и алгоритма перекрещивающихся распределений для расчёта поверхности свободной энергии; комбинированный метод квантовой механики и молекулярной механики. В результате исследования разработана и применена комбинация методов для качественно и количественного описания структурно-динамических свойств белков. Показаны закономерности стабилизации четвертичной структуры изучаемых белков, Продемонстрировано, что мутант N322E/E325G БХЭ является перспективным для дальнейшего поиска самореактивирующихся мутантов с более высокими скоростями гидролиза ФОС за счёт преобладания формы с активной каталитической триадой при динамических изменениях белка; обнаружено, что различия в кинетике связывания ривастигмина связаны с динамикой белков.