Молекулярно-динамическая оценка механических свойств фибриллярного актина

Кубасова, Н.А.; Цатурян, А.К.

Авторы: Кубасова Наталия Алексеевна, Цатурян Андрей Кимович
Журнал: Компьютерные исследования и моделирование
Том: 14
Номер: 5
Год издания: 2022
Издательство: Автономная некоммерческая организация Ижевский институт компьютерных исследований
Местоположение издательства: Ижевск
Первая страница: 1081
Последняя страница: 1092
DOI: 10.20537/2076-7633-2022-14-5-1081-1092
Аннотация: Актин – консервативный структурный белок, который экспрессируется в клетках всех эукариот. При полимеризации он образует длинные нити фибриллярного, или F-актина, которые участвуют в формировании цитоскелета, в мышечном сокращении и его регуляции, а также во многих других процессах. Динамические и механические свойства актина важны для взаимодействия с другими белками и реализации его многочисленных функций в клетке. Мы провели молекулярно-динамические (МД) расчёты сегмента актиновой нити, состоящего из 24 мономеров в отсутствие и в присутствии MgADP, с явным учётом растворителя и при физиологической ионной силе при 300 К длительностью 204.8~нс в силовых полях AMBER99SB-ILDN и CHARMM36 в программной среде GROMACS, используя в качестве исходной структуры современные структурные модели, полученные методом криоэлектронной микроскопии высокого разрешения. МД расчёты показали, что стационарный режим флуктуаций структуры длинного сегмента F-актина вырабатывается через \hl{80}-100 нс после начала МД траектории. По результатам МД расчётов оценили основные параметры спирали актина и её изгибную, продольную и торсионную жёсткости, используя участок расчётной модели, достаточно далеко отстоящий от её концов. Оцененные значения шага (2.72-2.75 нм) и угла (165-168$^\circ$) спирали F-актина, его изгибной (2.8-4.7$\cdot 10^{-26}$ Нм$^2$), продольной (36-47$\cdot 10^{-9}$ Н) и торсионной (2.6-3.1$\cdot 10^{-26}$~Нм$^2$) жёсткости хорошо согласуются с результатами наиболее надёжных экспериментов. Результаты МД расчётов показали, что современные структурные модели F-актина позволяют достаточно аккуратно описать его динамику и механические свойства при условии использования расчётных моделей, содержащих достаточно большое количество мономеров, современных силовых полей и относительно длинных МД траекторий. Включение в МД модели белков-партнёров актина, в частности, тропомиозина и тропонина, может помочь понять молекулярные механизмы таких важных процессов, как регуляция мышечного сокращения.
Добавил в систему: Кубасова Наталия Алексеевна

	ИСТИНА	Войти в систему Регистрация
	ИСТИНА ЦЭМИ РАН
	Главная Поиск Статистика О проекте Помощь

ИСТИНА

ИСТИНА ЦЭМИ РАН

Молекулярно-динамическая оценка механических свойств фибриллярного актинастатья

Прикрепленные файлы