Пошук академічних текстів

Інформація × Реєстраційний номер 0213U000822, 0107U004938 , Науково-дослідна робота Назва роботи Динамічні аспекти функціонування еукаріотної тирозил-тРНК синтетази та вивчення впливу мутацій на процес аміноацилювання тРНК та виникнення нейродегенеративних захворювань Назва етапу роботи Керівник роботи Корнелюк Олександр Іванович, Дата реєстрації 28-03-2013 Організація виконавець Інститут молекулярної біології і генетики Опис етапу Науково-дослідна тема присвячена дослідженню динамічних аспектів функціонування тирозил-тРНК синтетази людини. Проведено комп’ютерне моделювання просторової структури повнорозмірної H.sapiens тирозил-тРНК синтетази і виявлена гнучкість міжмодульного лінкера, яка, вірогідно, відіграє важливу роль в міждоменній комунікації між каталітичним N-модулем і ЕМАР ІІ-подібним C-модулем. Комп’ютерне моделювання молекулярної динаміки повнорозмірної H.sapiens тирозил-тРНК синтетази в інтервалі 100 нс проведено в грід-середовищі Українського національного гріду. Виявлена рухлива конформація міжмодульного лінкера синтетази та формування динамічних елементів вторинної структури. Аналіз даних молекулярної динаміки повнорозмірної HsTyrRS показав, що формування компактної структури і взаємодія C-модулів з каталітичнимим димером TyrRS є асиметричними. Виявлено 3 зони інтерфейсів на поверхні каталітичного N-модуля :Tyr79-Leu89, Pro200-Tyr204, Lys335, Ser338 та Ala339. На основі даних молекулярної динаміки виявлено формування водневих зв'язків між залишком Arg93 цитокінового ELR-мотиву та залишками Ala340 і Glu479 С-модуля, раніше теоретично передбачене П.Шиммелем. Отримані дані підтверджують гіпотезу про те, що повнорозмірна HsTyrRS позбавлена цитокінової активності за рахунок екранування цитокінового ELR-мотива в компактній структурі. Проведене комп’ютерне моделювання молекулярної динаміки мутантних форм тирозил-тРНК синтетази, пов’язаних з нейропатією Шарко-Марі-Тус (Gly41Arg, Glu196Lys, del153VKQV156 і Asp265Lys) та виявлено чотири можливі причини впливу мутацій на фермент: 1. Зростання жорсткості інтерфейсу димеризації в мутантних формах TyrRS. Щільність контакту забезпечується більшою взаємною адаптацією контактуючих поверхонь інтерфейсу, на які впливають мутації. Оскільки зв’язування TyrRS з тРНКТyr вимагає адаптаційної мобільності міжмодульного інтерфейсу TyrRS, в мутантних формах така адаптація суттєво ускладнюється при зростанні жорсткості інтерфейсу. 2. Формування антипаралельних ?-структурних елементів в неструктурованій ділянці між спіралями Н9 і Н10 (СР1-вставка згортки Россмана), що може приводити до змін взаємодії з іншими білками-партнерами чи до неспецифічної агрегації мутантної TyrRS . 3. Зміна динамічних властивостей неструктурованої каталітичної петлі 222KMSSSEE228 у мутантних білків занурення Met223 у білкову глобулу відбувається з меншою вірогідністю і каталітична петля зберігає високу мобільність і невпорядковану структуру. 4. Зміна динамічних властивостей невпорядкованої петлі 275-290, яка містить у своєму складі Trp283. Кардинально відмінна динаміка цієї невпорядкованої петлі у мутантних формах ТyrRS при нейропатії Шарко-Марі-Тус робить неможливою взаємодію Trp283 з антикодоном тРНКТyr і, відповідно, коректне приєднання тРНКТyr. Карти кореляційних рухів у мутантних формах ТyrRS при нейропатії Шарко-Марі-Тус відображають порушення колективних рухів в зоні інтерфейсу димеризації та формування нових антипаралельних ?-структур між спіралями Н9 та Н10 в СР1-вставці згортки Россмана. Комп’ютерне моделювання молекулярної динаміки фосфорильованої форми ТyrRS показало формування сольових містків між Sep345 і Lys244 та Sep358 і Lys246, які змінюють структуру міжмодульного лінкеру і утворюють експоновану петлю, що стерично перешкоджає приєднанню тРНК до тирозил-тРНК синтетази. Методом молекулярного докінгу показано, що гідрофобний зонд 1,8-АNS зв’язується у СР1- вставці згортки Россмана у всіх чотирьох мутантів ТyrRS, пов’язаних з нейропатією Шарко-Марі-Тус. Мутації призводять до локальних конформаційних змін в СР1-вставці і формуванню нових гідрофобних ділянок на поверхні фермента. Опис продукції Тирозил-тРНК синтетаза є ферментом що каталізує приєднання тирозину до гомологічної тРНК на дорибосомному етапі синтезу білка, та в еукаріот приймає участь в неканонічних функціях. АРСази еукаріот використовують тРНК-зв’язувальні фактори, які можуть неспецифічно взаємодіяти з різними тРНК та стабілізувати їхню структуру. Автори роботи В. В. Микуляк Д. Б. Ковальський Д. М. Ложко К. О. Одинець Л. О. Андрійчук М.О. Кордиш О. В. Савицький О. Л. Дубровський Ю. Ю. Кондратюк Додано в НРАТ 2020-04-02 Закрити