Эргономичный способ оптимизации первичной структуры пептидного лиганда
Данилкович А.В., Тихонов Д.А., Туробов В.И., Удовиченко И.П.
Филиал института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН, Пущино, Россия
Пущинский государственный естественно-научный институт, Пущино, Россия
Институт математических проблем биологии РАН – филиал ИПМ им. М.В. Келдыша РАН, Пущино, Россия
Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Пущино, Россия
Аннотация. Для поиска энергетически выгодных вариантов структуры пептидного лиганда, образующего комплекс с белками главного комплекса гистосовместимости и Т-клеточным рецептором (SwissProt ID: 2Z31), проведено сравнение энергии связывания гексамеров, являющихся фрагментами структуры нативного лиганда. Для формирования набора исследуемых гексамеров использовался метод Тагучи. Всего было построено 53 варианта структуры комплекса, которые исследовались с использованием метода молекулярной динамики. Расчеты были проведены как для полных комплексов, так и для свободных структур – рецепторов и лигандов. На основании полученных молекулярных траекторий, с использованием обобщенного метода Борна, рассчитывались и усреднялись величины свободной энергии структур. Использование метода Тагучи для анализа последовательности пептидного гексамера позволило определить прототипы лиганда, структуры которых имеют более высокую энергию связывания с рецептором по сравнению с фрагментом исходного лиганда SQYRPS. Примененный подход существенно сократил время эксперимента, требуемое для успешной оптимизации первичной структуры пептидного лиганда.
Ключевые слова: метод Тагучи, оптимизация структуры, энергия Гиббса, пространственная модель, молекулярная динамика.