Доклады

Моделирование взаимодействия фотосистемы I с пластоцианином и цитохромом c6 методом броуновской динамики

Вольхин И.А., Федоров В.А., Хрущев С.С., Коваленко И.Б.

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Пластоцианин и цитохром c6 — белки-переносчики электронов в электронтранспортной цепи цианобактерий и хлоропластов, осуществляющие перенос электрона от цитохрома f цитохром-b6f-комплекса на фотосистему I.

Мы полагаем, что взаимодействие белка – подвижного переносчика электронов с мультиферментным комплексом можно условно разделить на несколько этапов [1]. Предполагается, что на первом этапе взаимодействия белок-переносчик диффундирует под действием случайных броуновских сил и электростатических взаимодействий с фотосистемой. Результатом диффузии является формирование столкновительного комплекса, который затем может перейти в финальный комплекс, в котором возможен туннельный перенос электрона. В данной работе мы исследуем процесс формирования столкновительного комплекса белков-переносчиков с фотосистемой I методом броуновской динамики в программе ProKSim [2].

Для моделирования были выбраны белки Chlamydomonas reinhardtii. Для каждого белка-переносчика и каждого порогового значения энергии (4kT, 6kT, 8kT) произведено по 10000 запусков динамики. Полученные структуры электростатических столкновительных комплексов далее подвергались кластерному анализу. Анализировалась подвижность структур, частоты контактов и кинетика формирования комплекса. Центральные структуры кластеров в дальнейшем могут быть использованы для моделирования формирования финального комплекса методом молекулярной динамики.

Литература.

1. V. A. Fedorov, I. B. Kovalenko, S. S. Khruschev, D. M. Ustinin, T. K. Antal, G. Yu. Riznichenko and A. B. Rubin. "Comparative analysis of plastocyanin-cytochrome f complex formation in higher plants, green algae and cyanobacteria", Physiologia Plantarum, vol. 166, no. 1, pp. 320-335, 2019.

2. В. А. Федоров, С. С. Хрущев, И. Б. Коваленко. Анализ траекторий броуновской и молекулярной динамики для выявления механизмов белок-белковых взаимодействий // Компьютерные исследования и моделирование. — 2023. — Т. 15, № 3. — С. 723–738.

• тезисы на русском языке (PDF)