Presentations

The investigation of interaction between plastocyanin and photosystem I in pea using molecular modeling

Volkhin I.A., Fedorov V.A.¹, Khruschev S.S.¹, Kovalenko I.B.¹

Faculty of bioengineering and bioinformatics, Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia

¹Biology Faculty, Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia

Пластоцианин – белок-переносчик электронов в электрон-транспортной цепи цианобактерий и хлоропластов, осуществляющий перенос электронов от цитохрома f цитохром-b6f-комплекса к фотосистеме 1. В данной работе мы изучаем образование белок-белкового комплекса между пластоцианином и фотосистемой 1 Pisum sativum с использованием молекулярного моделирования. Мы предполагаем, что на первом этапе белок-переносчик диффундирует под действием случайных сил и электростатических взаимодействий. Результатом диффузии является образование столкновительного комплекса, который затем может перейти в финальный комплекс, в котором возможен перенос электрона [1]. Формирование столкновительного комплекса мы моделировали с помощью метода броуновской динамики, в котором белковые молекулы представляют из себя твёрдые тела, движущиеся сквозь сплошную среду растворителя [2]. Затем мы использовали структуру столкновительного комплекса в качестве исходной структуры для моделирования образования финального комплекса с помощью метода молекулярной динамики. Мы провели три симуляции длительностью до 2 мкс и в двух случаях из трех финальный комплекс сформировался. Мы предполагаем, что на первом этапе столкновительный комплекс образуется за счет электростатического взаимодействия между пластоцианином и субъединицей PsaF фотосистемы 1. Пластоцианин затем может поворачиваться вокруг электростатического контакта и образовать финальный комплекс за счет гидрофобных взаимодействий с фотосистемой 1. Мы предполагаем, что ключевыми аминокислотными остатками в этом процессе являются Q663, Q666 и S662 субъединицы PsaA, L626, Q608 и S629 субъединицы PsaB и P36, P86, F35 и L12 пластоцианина.

Литература

1. Fedorov VA, Kovalenko IB, Khruschev SS, Ustinin DM, Antal TK, Riznichenko GY, et al. Comparative analysis of plastocyanin–cytochrome f complex formation in higher plants, green algae and cyanobacteria. Physiol Plant (2019), https://doi.org/10.1111/ppl.12940.

2. Kovalenko, I.B. et al. Computer simulation of protein-protein association in photosynthesis (2011), https://doi.org/10.1051/mmnp/20116704

• abstract in Russian (PDF)