Нейраминидаза-1: функция и связь с клеточной мембраной

Выставка достижений суперкомпьютерного моделирования

Работа

Нейраминидаза-1: функция и связь с клеточной мембраной

         Руководитель

Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., проф., д.ф.-м.н., заведующий лабораторией моделирования биомолекулярных систем, ИБХ РАН

Актуальность

Нейраминидаза-1 (Neu-1) человека — лизосомальный фермент из группы сиалидаз, отвечающий за отщепление остатков сиаловой кислоты от гликопротеинов и гликолипидов, расположенных на поверхности клеточной мембраны.

  • Пространственная структура Neu-1 неизвестна.
  • Экспериментальные данные говорят в пользу существования мембрано-связанной формы этого фермента и её олигомеризации.
  • Ближайший гомологичный белок нейраминидаза-2 является водорастворимым и не имеет такой мембрано-связанной формы.
  • Нарушение функционирования Neu-1 связано с такими заболеваниями как сиалидоз и галактозидоз.

Научная и практическая значимость

Создание модели пространственной структуры мембрано-связанной формы Neu-1 позволяет понять механизм работы этого фермента в норме и при развитии патологий, разработать фармакологические средства воздействия на него.
Описание новой формы данного белка сделано впервые в настоящей работе.

VDSM 3 1

С помощью алгоритмов предсказания возможных трансмембранных (ТМ) доменов по аминокислотной последовательности выявлено два потенциальных спиральных ТМ участка в структуре Neu-1 (А). С помощью метода МД показано, что поведение ТМ2 в мембранном окружении более стабильно, чем ТМ1. Предсказан набор возможных вариантов упаковки данных доменов в димер. Для наиболее стабильных димерных состояний рассчитана свободная энергия их ассоциации (Б). Показано, что предпочтительным является образование параллельного димера (Г) по сравнению со скрещенной (В) конформацией. Полученная модель димеризации объяснила экспериментальные данные о формировании олигомеров Neu-1 в мембране.