ИСТИНА

Большинство аминокислот в белках могут присутствовать в различных ротамерных состояниях, которые отличаются друг от друга значениями двухгранных углов между атомами. Способность триптофана поглощать и испускать свет на определённых длинах волн позволяет сопоставлять теоретические сведения о его изомерном состоянии с экспериментальными. Ротамерное состояние определяется значениями углов χ1 (N,Cα,Cβ,Cγ) и χ2 (Cα,Cβ,Cγ,Cδ). Согласно литературным данным, энергетические минимумы достигаются при χ1 равном ±60 и 180 градусам и χ2 равном ±90 и -30 градусам. Прионные белки или прионы ‒ инфекционные агенты белковой природы, которые вызывают трансмиссивные губчатые энцефалопатии. Патогенной является аномальная изоформа клеточного белка PrPС . В структуре этого белка выделяются 2 домена: неструктурированный N-концевой и глобулярный С-концевой. Из-за высокой подвижности N-концевого домена структурные исследования прионного белка затруднены. Структура белка с атомным разрешением доступна только для С-концевого домена, что делает актуальными теоретические расчёты динамических свойств полноразмерного PrP. В аминокислотный состав прионного белка входят 7 молекул триптофана (номера остатков: 34, 60, 68, 76, 84, 93 и 102), и все они находятся в N-концевом домене. Информация о ротамерном состоянии каждого триптофана и его взаимодействиях с другими аминокислотами может многое сказать о структуре и динамике высокоподвижной части белка. В данной работе были проведены расчёты молекулярной динамики с помощью программного пакета GROMACS 5.1.4. Для моделирования С-концевого домена была выбрана структура 1DX0 из базы данных PDB. Для N-концевого домена было получено 5 наиболее вероятных конформаций с помощью de novo моделирования I-TASSER. Для анализа данных использовался пакет CONAN, который позволил получить информацию о взаимодействиях аминокислот друг с другом. Для получения данных о положении энергетических минимумов и значениях энергетических барьеров были проведены квантово-химические расчёты с помощью программы ORCA 4.1.1. Для каждого триптофана были построены гистограммы, описывающие все возможные значения углов χ1 и χ2. Максимумы этих гистограмм по положению совпадают с литературными данными и энергетическими минимумами, полученными с использованием квантовой химии. Однако, абсолютное значение этих максимумов различается от триптофана к триптофану, что свидетельствует о высокой степени влияния аминокислотного окружения на ротамерное состояние. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант № 19-74-20055).