Руководитель — В.К. Аржаник (ООО Биотех-Индустрия)
Взаимодействия между углеводами и белками играют огромную роль в молекулярной биологии и, как следствие, в медицине – ингибирование или активация связывания между ними может помочь контролировать течение болезни и ускорить лечение. Чтобы воздействовать на биологический процесс, необходимо понимать его молекулярный механизм, в основе которого лежит взаимодействие элементарных на данном уровне единиц – функциональных химических групп. Строение и функции водородных связей между гидроксильными группами углеводов и полярными остатками аминокислот хорошо известны, но роль алифатических и ароматических боковых цепей в связывании до сих пор неясна до конца.
В настоящее время проводится множество исследований углеводно-ароматических взаимодействий: с помощью модельных систем, в частности, расчётные исследования; изучение структуры синтезированных гликопептидов со специфическими межмолекулярными взаимодействиями; анализ систем малых молекул с помощью ЯМР. Было установлено, что углеводно-ароматические взаимодействия весьма важны, но неясно, каким образом они устроены. В частности, была предложена модель, основанная на электронных взаимодействиях, однако в процессе исследований выяснилось, что они не всегда играют главную роль. Решение этих вопросов будет способствовать пониманию и прогнозированию особенностей белково-углеводных комплексов, и это будет способствовать разработке эффективных ингибиторов.
Структурный биоинформатический анализ позволяет изучать белково-углеводные взаимодействия непосредственно на атомном уровне. На сегодняшний день такие исследования проводятся для отдельных белков или небольших групп. Таким образом, еще не достигнуто общее понимание того, как структурные свойства отдельных моносахаридов приводят к их узнаванию, связыванию и возможному изменению антителами и энзимами, как и роль позиционирования аминокислоты в углевод-связывающих участках в белках.
За последнее десятилетие объём банка данных структур белков (PDB – ProteinDataBank) возрос в несколько раз, что обеспечивает богатый источник информации о строении углеводно-белковых комплексов. Общий количественный и качественный анализ по всем классам белков позволил бы выявить общие и четкие принципы белково-углеводных взаимодействий, если они существуют.
Цель: выяснить роль стэкингового взаимодействия в связывании белков различных типов с полисахаридами
Задачи:
- Проанализировать несколько групп белков с различными функциями и их связывание по типу углевод-ароматический стэкинг .
- Сравнить связи различных типов белков с полисахаридами и выявить основные взаимодействия.
- Провести анализ полученных данных
Методы:
- Исследование трёхмерных структур изучаемых молекул и их взаимодействий с помощью программы PyMOL
- Статистическая обработка полученных данных (включая нормализацию по белкам разного размера)