|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ФНКЦ РР |
||
Молекулярное моделирование каталитического механизма фосфоглицерат мутазыкурсовая работа (Специалист)
- Научные руководители: Злобин А.С., Головин А.В.
- Автор: Рачкова Анастасия Александровна
- Тип: Специалист
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Кафедра: Факультет биоинженерии и биоинформатики
- Год защиты: 2022
- Курс: 3
- Аннотация: Фосфоглицератмутаза - это фермент, осуществляющий одну из реакций гликолиза - важнейшего метаболического пути. Он протекает в бактериях и в эукариотических клетках. В частности, клетки рака получают энергию в основном за счет гликолиза. Понимание механизма работы фермента фосфоглицератмутазы предоставит возможность регулировать его активность путем подбора специфических ингибиторов или введения замен аминокислот активного центра, и, следовательно, влиять на метаболизм клеток при бактериальных инфекциях или онкологических заболеваниях. Много лет казалось, что механизм работы этого фермента не вызывает сомнений. Фосфоглицератмутаза осуществляет обратимое превращение 3-фосфоглицерата в 2-фосфоглицерат с образованием интермедиата 2,3-бисфосфоглицерата. В 1981 году была получена первая 3Д структура фермента, и на ее основе предложен механизм, в котором задействованы два гистидина - 8 и 179 [1]. Гистидин 8 к моменту начала реакции фосфорилирован. На первой стадии реакции происходит перенос протона с 2'-гидроксильной группы субстрата на акцептор - 179 гистидин, а также перенос фосфорильной группы с гистидина 8 на “освободившийся” кислород субстрата. Образуется интермедиат реакции - 2,3-бисфосфоглицерат. На второй стадии реакции фосфорильная группа с C-3 возвращается на гистидин 8. Этот механизм прижился и даже вошел в популярные учебники по биохимии. Однако впоследствии были получены новые, лучшего качества структуры. Из них становится понятно, что 179 гистидин расположен стерически неблагоприятно для участия в реакции. Его окружение способстует протонированию по дельта-азоту, который обращен в сторону субстрата и который теперь не может быть акцептором, а эпсилон-азот направлен в противоположную от субстрата сторону. Мы начали искать нового претендента на роль акцептора протона. Было замечено, что 86 глутамат находится в непосредственной близости с субстратом и уже образует с ним водородную связь, из чего следует, что он - идеальный кандидат. Тем более, что для глутамата характерно присутствовать в активном центре именно в этой роли - например, у 3 амилаз и некоторых металлопротеиназ. Таким образом, нашей задачей стала проверка гипотезы о том, что акцептором протона на первой стадии реакции является именно глутамат. Когда мы делали подготовительную работу и собирали стартовые системы, мы изучили все известные на данный момент структуры фермента в комплексах с аналогами субстратов. Было замечено, что в активных центрах встречается как аналог субстрата в физиологической D-форме, причем в двух разных положениях в сайте, так и не характерный для биологического пути L-изомер - интересно, что он располагается в благоприятном для протекания реакции положении. Встал второй вопрос работы - действительно ли может фермент древнейшего пути процессировать неприродную форму субстрата, и если да - как будут отличаться кинетические параметры реакций для двух изомеров? Цель работы: Изучить возможность глутамата 86 быть акцептором протона в первой стадии реакции фосфоглицерат мутазы.
- Добавил в систему: Фенюк Борис Александрович