|
PresentationsСтруктурные и функциональные характеристики протонных полуканалов бактериальной FoF1-АТФсинтазыНИИ цитохимии и молекулярной фармакологии, Россия, 115404, Москва, ул.6-ая Радиальная 24/14, +74953274987, ivontsin@icmph.ru 1ФГАОУ ВО "Российский Национальный Исследовательский Медицинский Университет им. Н.И. Пирогова" МЗ РФ, Россия, 117513, Москва, ул. Островитянова 1, +74954345582, elenamash@gmail.com 2Группа биомедицинских исследований, БиДиФарма ГмбХ, Германия, 22962, Зик, ул. Бюльтбек 5, +49410787790, yn_brg@icmph.org Аденозинтрифосфат (АТФ) является универсальным источником энергии для многих биохимических процессов. В клетке синтез АТФ в основном осуществляется белковым комплексом FoF1-АТФсинтазой с использованием электрохимического градиента ионов водорода. Несмотря на то, что недавние структурные исследования улучшили наше понимание о расположении протонных полуканалов, многие вопросы остаются без ответа. Одной из основных нерешенных проблем является то, как транспорт протонов сопряжен с синтезом АТФ. Данное исследование было сосредоточено на изучении структуры полуканалов и анализе потенциальных областей движения протонов. Для этого было проведено молекулярно-динамическое моделирование мембранного фактора Fo АТФсинтазы из E. coli [PDB ID: 6VWK], встроенного в три типа мембран, которые представляют различные биологические состояния клетки. В работе получены структурные и функциональные характеристики входного и выходного полуканалов. Была выявлена совокупность пространственных положений полярных аминокислотных остатков и молекул воды, которые оказывают существенное влияние на транспорт протонов, а также определены области локализации трех консервативных структурных кластеров молекул воды (W1-W3). Обнаружены стабильные пространственные положения боковых групп существенных аминокислот а-субъединицы. Показано влияние содержания кардиолипина в мембране на гидратацию полуканалов [1]. Для исследования роли функциональных элементов белковой структуры в процессе протонного транспорта был проведен мутационный анализ [2]. Результаты молекулярно-динамического моделирования мутантного белка показывают, что замены некоторых полярных аминокислот оказывают существенное влияние на гидратацию, что приводит к значительным изменениям кластеров молекул воды W1-W3, вплоть до их полного исчезновения, и как следствие, разрыву цепи переноса протона. Литература. 1. Ivontsin L.A., Mashkovtseva E.V, Nartsissov Y.R. Membrane lipid composition influences the hydration of proton half-channels in FoF1-ATP synthase // Life 13(9), 2023. Pp. 1816. 2. Ivontsin L.A., Mashkovtseva E.V, Nartsissov Y.R. Molecular dynamics simulations of the mutated proton-transferring a-subunit of E. coli FoF1-ATP synthase // Int. J. Mol. Sci. 25(10), 2024. Pp. 5143.
Presentation |
