Влияние температуры на стабильность кластера-прекурсора кристалла термолизина

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

С помощью метода молекулярной динамики проведена оценка стабильности кластера-прекурсора (гексамера) кристалла термолизина в широком диапазоне температур (10–90°C). Результаты моделирования показали, что с увеличением температуры стабильность гексамера в целом снижается, однако гексамер не распадается ни при одной из рассмотренных температур. При 60°C обнаружено повышение стабильности гексамера. Это значение близко к температуре максимальной ферментативной активности термолизина (70°C). Исходя из анализа результатов предположено, что кристаллизацию термолизина возможно провести при 60°C.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Ю. В. Кордонская

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Автор, ответственный за переписку.
Email: yukord@mail.ru
Россия, Москва

В. И. Тимофеев

НИЦ “Курчатовский институт”

Email: yukord@mail.ru

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники

Россия, Москва

М. А. Марченкова

НИЦ “Курчатовский институт”; Южный федеральный университет

Email: yukord@mail.ru

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники; Международный исследовательский институт интеллектуальных материалов

Россия, Москва; Ростов-на-Дону

Ю. В. Писаревский

НИЦ “Курчатовский институт”

Email: yukord@mail.ru

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники

Россия, Москва

С. Ю. Сильвестрова

Московский клинический научный центр им. А.С. Логинова

Email: yukord@mail.ru
Россия, Москва

Ю. А. Дьякова

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: yukord@mail.ru
Россия, Москва

М. В. Ковальчук

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”; НИЦ “Курчатовский институт”

Email: yukord@mail.ru

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники

Россия, Москва; Москва

Список литературы

  1. Marchenkova M.A., Boikova A.S., Ilina K.B. et al. // Acta Naturae. 2023. V. 15. № 1. P. 58. https://doi.org/10.32607/ACTANATURAE.11815
  2. Du S., Wankowicz S.A., Yabukarski F. et al. // bioRxiv. 2023. https://doi.org/10.1101/2023.05.05.539620
  3. Kordonskaya Y.V., Timofeev V.I., Dyakova Y.A. et al. // Crystals. 2022. V. 12. № 11. P. 1645. https://doi.org/10.3390/CRYST12111645
  4. Kovalchuk M.V., Boikova A.S., Dyakova Y.A. et al. // J. Biomol. Struct. Dyn. 2019. V. 37. № 12. P. 3058. https://doi.org/10.1080/07391102.2018.1507839
  5. Kordonskaya Y.V., Timofeev V.I., Dyakova Y.A. et al. // Mend. Commun. 2023. V. 33. № 2. P. 225. https://doi.org/10.1016/J.MENCOM.2023.02.024
  6. van den Burg B., Eijsink V. // Handbook of Proteolytic Enzymes. 2013. V. 1. P. 540. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-382219-2.00111-3
  7. Lam M.P.Y., Lau E., Liu X. et al. // Comprehensive Sampling and Sample Preparation: Analytical Techniques for Scientists. 2012. P. 307. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-381373-2.00085-5
  8. Adekoya O.A., Sylte I. // Chem. Biol. Drug. Des. 2009. V. 73. № 1. P. 7. https://doi.org/10.1111/J.1747-0285.2008.00757.X
  9. DeLano W.L. // The PyMOL Molecular Graphics System, Version 1.8; Schrödinger, LLC: New York, NY, USA, 2015.
  10. Jurrus E., Engel D., Star K. et al. // Protein Sci. 2018. V. 27. № 1. P. 112. https://doi.org/10.1002/PRO.3280
  11. Van Der Spoel D., Lindahl E., Hess B. et al. // J. Comput. Chem. 2005. V. 26. № 16. P. 1701. https://doi.org/10.1002/jcc.20291
  12. Lindorff-Larsen K., Piana S., Palmo K. et al. // Proteins: Structure, Function and Bioinformatics. 2010. V. 78. № 8. P. 1950. https://doi.org/10.1002/prot.22711
  13. Horn H.W., Swope W.C., Pitera J.W. et al. // J. Chem. Phys. 2004. V. 120. № 20. P. 9665. https://doi.org/10.1063/1.1683075
  14. Dimitropoulos D., Ionides J., Henrick K. // Curr. Protoc. Bioinf. 2006. P. 14.3.1–14.3.3.
  15. Michaud-Agrawal N., Denning E.J., Woolf T.B., Beckstein O. // J. Comput. Chem. 2011. V. 32. № 10. P. 2319. https://doi.org/10.1002/JCC.21787
  16. Gowers R.J., Linke M., Barnoud J. et al. // 15th Python in Science Conference, Los Alamos, NM (United States), Sep 11. 2016. P. 98. https://doi.org/10.25080/Majora629e541a-00e
  17. Sousa Da Silva A.W., Vranken W.F. // BMC Res Notes. 2012. V. 5. № 1. P. 1. https://doi.org/10.1186/1756-0500-5-367/FIGURES/3
  18. Essmann U., Perera L., Berkowitz M.L. et al. // J. Chem. Phys. 1995. V. 103. P. 8577. https://doi.org/10.1063/1.470117
  19. Berendsen H.J.C., Postma J.P.M., Van Gunsteren W.F. et al. // J. Chem. Phys. 1984. V. 81. № 8. P. 3684. https://doi.org/10.1063/1.448118
  20. Parrinello M., Rahman A. // J. Chem. Phys. 1982. V. 76. № 5. P. 2662. https://doi.org/10.1063/1.443248
  21. Van Gunsteren W.F., Berendsen H.J.C. // Mol. Simul. 1988. V. 1. № 3. P. 173. https://doi.org/10.1080/08927028808080941
  22. Hess B., Bekker H., Berendsen H.J.C., Fraaije J.G.E.M. // J. Comput Chem. 1997. V. 18. P. 1463. https://doi.org/10.1002/(SICI)1096-987X(199709)18:12<1463:: AID-JCC4>3.0.CO;2-H

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Значения RMSF кластера-прекурсора (гексамера) кристалла термолизина в кристаллизационном растворе при температурах в диапазоне от 10–90°C. Каждая цветная кривая соответствует одному моделированию, черная – значениям RMSF, усредненным по всем независимым моделированиям (трем или пяти) при определенной температуре.

Скачать (746KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Кластер-прекурсор (гексамер) кристалла термолизина в двух проекциях. Буквами A–F обозначены мономеры, составляющие гексамер. Зелеными сферами показаны ионы кальция, серыми – цинка.

Скачать (480KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Значения RMSF, усредненные по всем атомам Cα кластера-прекурсора кристалла термолизина в кристаллизационном растворе при различных температурах (от 10 до 90°C). Указанные погрешности составляют одно стандартное отклонение при усреднении RMSF по независимым моделированиям.

Скачать (73KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Наименее стабильные гексамеры в конце моделирования (100 нс) в двух проекциях при 50 (слева) и 70°C (справа). Молекулы термолизина не отрываются от гексамера даже в ходе МД самых неустойчивых структур.

Скачать (201KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024