|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
Интеллектуальная Система Тематического Исследования НАукометрических данных |
||
Теоретическое изучение фотоизомеризации флуоресцентного белка Padronдипломная работа (Специалист)
- Научный руководитель: Щербинин А.В.
- Автор: Якутович Александр Викторович
- Тип: Специалист
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Год защиты: 2013
- Аннотация: Первый представитель класса зеленых флуоресцентных белков (Green Fluorescent Protein, GFP) был выделен в начале 1960 годов японским ученым Осаму Симомура из медузы Aequorea victoria. Благодаря своей способности поглощать голубой свет и излучать зеленый, зеленые флуоресцентные белки находят широкое применение в качестве маркеров для изучения клеточных процессов. Частью белка, которая отвечает за поглощение и испускание света, является хромофор. Роль белка в процессе флуоресценции хромофора, однако, на данный момент выяснена лишь на качественном уровне. Известно, что белок препятствует тушению флуоресценции хромофора, блокируя его движение. Кроме того, есть подкласс фотоактивируемых флуоресцентных белков, представителем которых является белок Padron. Их отличительной особенностью является тот факт, что флуоресценция такого белка начинается только после фотоактивации. Процесс фотоактивации вызывается световым импульсом высокой интенсивности с длиной волны, которую поглощает хромофор. В результате фотоактивации хромофор переходит из нефлуоресцирующей транс конформации в цис (флуоресцирующую). Целью данной работы является изучение влияния белкового окружения на фотоизомеризацию хромофора методами квантовой химии и молекулярной динамики. Исходя из имеющихся литературных данных о методах исследования флуоресцентных белков, для моделирования процесса был выбран метод классической молекулярной динамики со специально параметризованным силовым полем, построенным нами на основе стандартного поля Amber, разработанного для теоретического изучения белков. Поскольку хромофор не относится к стандартным аминокислотам, ключевые параметры силового поля для него находились отдельно, исходя из результатов квантово-химических расчетов потенциальной поверхности основного и возбужденного состояния методами CASSCF и CASPT2. Последующие расчеты методом молекулярной динамики проводились с использованием модифицированной версии программы Amber, позволяющей вводить в нее заданное пользователем аналитическое выражение для расчета отдельных вкладов в потенциальную энергию. Исходя из рассчитанных молекулярно-динамических траекторий, было показано, что вопреки ожиданиям, перестройка сетки водородных связей, которые хромофор образует с белком, происходит уже после поворота хромофора, а не предшествует ему. Был также обнаружен процесс, который всегда сопровождает фотоизомеризацию белка – смещение участка альфа-спирали, к которой хромофор прикреплен ковалентными связями.
- Добавил в систему: Щербинин Андрей Владимирович