Дубна, г. Москва и Московская область, Россия
Дубна, г. Москва и Московская область, Россия
В настоящее время интенсивно изучается структура и функционирование трансмиттеров, насчитывающих более 250 членов в разных организмах и обеспечивающих поддержание рН и осмоса, транспорт аминокислот и нейромедиаторов, например, серотонина. Для этого класса белков характерна низкая гомология нуклеотидной последовательности, но схожая структура. Ферменты имеют цилиндрическую форму, образованную трансмембранными элементами, состоящими из α-спиралей. Хорошей моделью для изучения структуры и механизма транспорта может служить дрожжевая аргинин пермиаза Can1. Включение аргинина зависит от протонного насоса, таким образом Can1 катализирует Н+/аргинин симпорт. Инактивация Can1 приводит к устойчивости к аналогу аргинина канаванину. Широкое использование Can1R -мутационной системы позволило отобрать среди нескольких тысяч мутаций одиночные missense мутации, инактивирующие пермиазу. На 3Д структуре фермента (590 а.о.) определены позиции 184 отобранных мутантных аминокислотных остатка. Построена стабильная динамическая модель пермиазы и распределение поверхностных зарядов. Анализ crucial аминокислотных остатков, любая замена которых вызывала инактивацию фермента, позволил расширить список наиболее существенных аминокислотных остатков, участвующих в транспорте аргинина. В дальнейшем планируется продолжить анализ отобранных аминокислотных остатков для более детального понимания механизма транспорта субстрата.
динамическая модель, распределение зарядов, локализация crucial аминокислот
1. Gao X., Lu F., Zhou L., Dang S., Sun L., Li X., Wang J., Shi Y. Structure and mechanism of an amino acid antiporter. Science, 2009, vol. 324, pp. 1565-1568.
2. Gao X., Zhou L., Jiao X., Lu F., Yan C., Zeng X., Wang J., Shi Y. Mechanism of substrate recognition and transport by an amino acid antiporter. Nature, 2010, vol. 463, pp. 828-833.
3. Ressl S., Terwisscha van Scheltinga A.C., Vonrhein C., Ott V., Ziegler C. Molecular basis of transport and regulation in the Na+/betaine symporter BetP. Nature, 2009, vol. 458, pp. 47-53.
4. Hellsberg E., Ecker G.F., Stary-Weinzinger A., Forrest L.R. A structural model of the human serotonin transporter in an outward-occluded state. PLOS ONE, 2019, vol. 14, no. 6, e0217377, doi:https://doi.org/10.1371/journal.pone.0217377.
5. Колтовая Н.А., Душанов Э.Б. Распределение мутаций в молекуле белка дрожжевой аргинин пермиазы CAN1. Актуальные вопросы биологической физики и химии, 2020, т. 5, № 4, с. 644-651.
