ИСТИНА

В настоящее время охарактеризовано несколько кристаллических модификаций β2-адренорецептора (β2AR) с разными лигандами и сокристаллизованными молекулами. Было замечено, что при кристаллизации рецептора в неактивной конформации ионный замок между аргинином Arg1313.50 и глутаминовой кислотой Glu2686.30 не образуется, что характерно для активного состояния. Молекулярно-динамическое моделирование β2AR, в котором в качестве исходной модели выступала одна из кристаллических модификаций рецептора в неактивной конформации, показало, что состояние с образованием ионного замка стабильнее, хотя в присутствии некоторых лигандов может происходить серия переходов между конформациями с образованием и без образования ионного замка [1]. Без внимания исследователей остался тот факт, что β2AR кристаллизуется в конформации без образования ионного замка, как правило, в присутствии молекул холестерина. Однако роль холестерина в стабилизации активного состояния этого рецептора подробно не изучалась. C целью выяснения роли холестерина в стабилизации конформации β2AR без образования ионного замка (которое можно рассматривать как переходное к активной форме рецептора), нами было проведено молекулярно-динамическое моделирование рецептора с прикрепленными молекулами холестерина и без них. Получено, что в отсутствии молекул холестерина происходит образование ионного замка, тогда как в присутствии холестерина это состояние оказывается нестабильным. В работе [2] была определена повторяющаяся последовательность аминокислот (консенсусный мотив), которые отвечают за прикрепление молекул холестерина к поверхности белка. В работе [3] на основании эволюционного анализа было предложено включить в этот мотив аминокислотный остаток серин Ser742.45, который образует межспиральную водородную связь с триптофаном Trp1584.50. Для выяснения роли этой водородной связи было выполнено молекулярно-динамическое моделирование мутированного β2AR (серин заменен на аланин, водородная связь с триптофаном отсутствует), в результате которого мы получили, что успешное прикрепление молекулы холестерина к рецептору происходит только в присутствии данной водородной связи. В мутированном рецепторе молекула холестерина уходит из сайта связывания. В работе проанализирована геометрия сайта связывания холестерина в разных кристаллических модификациях и ее изменения при удалении молекулы холестерина или при мутации рецептора. Молекулярно-динамическое моделирование было выполнено для исходного и мутированного β2AR, помещенных в гидратированный липидный бислой, с использованием программного пакета GROMACS на базе суперкомпьютера «Ломоносов» НИВЦ МГУ имени М.В. Ломоносова.