ИСТИНА

В последнее время благодаря методам рентгено-структурного анализа и ядерного магнитного резонанса изучены пространственные структуры множества разных белков, однако знание пространственной структуры само по себе недостаточно для понимания механизмов функционирования белков, в том числе белок-белковых взаимодействий. Современные методы компьютерного моделирования и суперкомпьютеры помогают понять, как сложная пространственная структура макромолекул способствует выполнению их биологических функций. Разработан метод компьютерного моделирования диффузии и взаимодействия белков, позволяющий описать неоднородную пространственную организацию субклеточной системы с учетом детального представления структуры и взаимодействий составляющих ее индивидуальных белковых молекул. В предлагаемом подходе используется комбинация методов броуновской и молекулярной динамики, что позволяет моделировать как диффузию и электростатические взаимодействия белков при образовании ими предварительных диффузионно-столкновительных комплексов, так и трансформацию их в финальный комплекс. В методе броуновской динамики, используемым для моделирования образования предварительных комплексов, взаимодействующие молекулы представляются как твердые тела с определенным распределением зарядов на них, совершающие поступательное и вращательное движения в вязкой среде. Метод полноатомной молекулярной динамики с явным учетом молекул растворителя используется, когда белки уже сблизились при формировании ими финального комплекса. Метод позволяет исследовать влияние заряженных аминокислотных остатков, заряда на мембранах, а также параметров среды (ионной силы и pH раствора) на скорость взаимодействия белков. Также метод позволяет исследовать роль геометрических факторов, таких, как размер и форма исследуемой системы и структурная организация компонентов в системе. Проведенные с использованием компьютерной модели расчеты позволили выявить роль этих факторов в изменении характера белок-белковых взаимодействий, осуществляющих регуляцию интенсивности и направленности электронного транспорта в хлоропласте.