|
ДокладыКомпьютерное моделирования ДНК-стабилизирующего белка Dps бактерии Escherichia coli с ДНК разной длиныФедеральный исследовательский центр химической физики им. Н. Н. Семенова Российской академии наук Одним из важнейших белков бактерий и архей в стрессовых условиях является ДНК-связывающий белок Dps (DNA-binding protein from starved cells) [1]. Это гомолог ферритина, шаровидной формы с полостью внутри. Основные функции Dps Escherichia coli: секвестрация Fe2+ для предотвращения реаакции Фентона и сохранение ДНК с путём образования сокристаллов и комплексов ДНК-Dps во время стационарной фазы роста бактериальной культуры [2]. Несмотря на большое количество работ в данной области, молекулярные механизмы и тип связывания ДНК с белком Dps до сих пор не ясен. Поэтому целью данной работы было исследование кристаллов Dps E. coli с молекулами ДНК различной длины и состава методами молекулярной динамики и термодинамического интегрирования. Расчёты проведены с использованием пакета GROMACS в силовом поле MARTINI по разработанным в [3] протоколам. Было показано, что связывание ДНК с Dps зависит от формы и размера кристалла белка, длины и состава ДНК, ионной силы раствора. Раствор с концентрацией ионов, соответствующей цитоплазме E. coli, может быть более благоприятным для связывания ДНК в комплексах ДНК-белок, а с низкой ионной силой – для сокристаллизации. Длинноцепочечные молекулы ДНК адсорбируются на сформированные кристаллы Dps неравномерно. Сокристаллизации ДНК с Dps способствует образованию симметричных форм в нанокристаллах. Аффинность связывания с поверхностью Dps больше у участков геномной ДНК, обладающих наибольшей специфичностью к белку Dps. Расчеты проводились на высокопроизводительной вычислительной системе МВС-10П в Межведомственном суперкомпьютерном центре Российской академии наук (МСЦ РАН). Работа выполнена в рамках государственного задания Минобрнауки. Литература 1. Almirón M., Link A.J., Furlong D., Kolter R. A novel DNA-binding protein with regulatory and protective roles in starved Escherichia coli // Genes Dev. 6, 1992. 2646-2654. https://doi.org/10.1101/gad.6.12b.2646 2. Williams SM, Chatterji D. An Overview of Dps: Dual Acting Nanovehicles in Prokaryotes with DNA Binding and Ferroxidation Properties // Subcell Biochem. 96, 2021. 177-216. https://doi.org/10.1007/978-3-030-58971-4_3 3. Tereshkin, E. V., Tereshkina, K. B., Krupyanskii, Y. F. Predicting Binding Free Energies for DPS Protein-DNA Complexes and Crystals Using Molecular Dynamics. // Supercomputing Frontiers and Innovations. 9, 2, 2022. 33–45. https://doi.org/10.14529/jsfi220203
|
