|
|
Computational Investigations of Biomolecular Systems and Comparison with Experiments in Various Environmental Conditions
KHABIRI, Morteza
Práce se zabývá studiem dvou biologických systémů metodou počítačových simualcí. V prvním případě se jedná o studium vlivu tří roztoků organických látek (formamidu, acetonu a isopropanolu) na stukturu a chování tří globulárních bílkovin. Tyto enzymy patří do rodiny haloalkán dehalogenáz: DhaA, LinB a DbjA. Dále se zabývám vlivem mutací v přítomnosti DMSO na dva mutanty DhaA; DhaA57 (L95V+A172V) a DhaA80 (Thr148Leu+Gly171Gln+Ala172Val+Cys176Phe). Výsledky simulací ukázaly, že s výjimkou DhaA80, vstupují organické molekuly do aktivního místa enzymu a ovlivňují jeho hydrataci. Organické molekuly ovlivňují nejen aktivní místo enzymu, ale i jeho hydratační obal. Výsledky ukazují, že molekuly vody jsou odpuzovány z povrchu enzymu. Zdá se, že amfipatická povaha organických molekul z nich činní oblíbené solváty zkoumaných enzymů. Radiální distribuční funkce (RDF) rozdílných částí organické molekuly ukazuje, že chování jednotlivých roztoků organických molekul v blízkosti hydrofóbního povrchu a na rozhraní voda-vzduch je podobné. Strukturní analýza středních kvadratických odchylek (RMSD) a B-faktorů ukazuje, že flexibilita enzymů hlavně v oblasti CAP domény klesá v přítomnosti většiny organických roztoků. Změny ostatních strukturních vlastností jako poloměru rotace a celkového povrchu přístuponému solventu jsou minimální. DbjA se v roztoku vyskytuje jako dimer a je více ovlivněn organickými molekulami. Ty pronikají do oblasti vzájemného kontaktu monomerů a ovlivňují pohyb aminokyselin z této oblasti. Druhá studie se zabývá interakcemi napěťově řízeného draselného kanálu Kv1.3 ve standardní formě a s mutacemi (Kv1.3_V388C, Kv1.3_V388C_H399T) se štířím toxinem (ChTX). Protože neexistuje krystalová struktura pro Kv1.3, vytvořili jsme její homologní model na základě Kv1.2, se kterým má s Kv1.3 sekvenční identitu 94%. MD strukturální analýza ukazuje, že mutace V388C mění stabilitu selektivního filtru přerušením vzájemných interakcí aminokyselin za selektivním filtrem. Přítomnost jedné mutace rovněž ovlivňuje interakci ChTX s kanálem. Toxin částečně blokuje standardní a dvakrát mutovaný pór kanálu. Druhá bodová mutace H399T v oblasti póru vrátí strukturu na pozici jako ve standardním typu. Tyto výsledky jsou naprosto v souladu s experimentem. Dále se zkoumala vazebná energie ChTX se standardním mKv1.3 pomocí výpočtu potenciálu průměrné síly, buď s přidáním KCl do roztoku nebo bez něj. Výsledky shodně v simulaci i v experimentu ukazují, že přestože se v přítomnosti draselných iontů mění nevazebný proces a disociační konstanta, je vazebná energie nezávislá na koncentraci K+. Kombinace počítačových simulací s experimenty získává nové informace o interakcích kanálu s toxinem, které mohou být užitečné při navrhování léků.
|
host ::
RSS.