БИОХИМИЯ, 2011, том 76, вып. 2, с. 214–225
УДК 577.322.24+577.322.72
Молекулярное моделирование комплексов ланостерин 14α-деметилазы человека (СУР51) с субстратами и их производными
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: CYP51, ланостерин 14α-деметилаза, моделирование, докинг, молекулярная динамика, мутагенез, аланиновое сканирование.
Аннотация
Ланостерин 14α-деметилаза (CYP51А1) – ключевой фермент биосинтеза стеринов. У человека данный фермент участвует в биосинтезе холестерина. Подавляющее большинство противогрибковых препаратов направлено на ингибирование именно CYP51 грибов. С целью выяснения молекулярных механизмов высокоспецифичного белок-лигандного узнавания, нами создана полноатомная модель CYP51A1 человека и проведен докинг природных субстратов и их производных в активный центр фермента. Методом MMPB(GB)SA определена энтальпия связывания субстратов, промежуточных и конечных продуктов реакции 14α-деметилирования с субстратсвязывающим сайтом CYP51A1. С помощью молекулярной динамики были изучены динамические свойства молекулы фермента и конформационные изменения, происходящие при связывании лиганда вблизи активного центра. Показано, что гидроксилированные продукты реакции обладают большим сродством к CYP51A1 по сравнению с исходными субстратами, что способствует протеканию многостадийной реакции без накопления промежуточных продуктов. Моделирование аланинового сканирования показало вклад 30 аминокислотных остатков, участвующих в формировании субстратсвязывающего сайта CYP51A1, в свободную энергию комплексообразования, а также влияние замен на стабильность белковой молекулы. Наиболее серьезное ослабление связывания наблюдается в случае замен Y137A, F145A, V149A, I383A, R388A. Эти результаты находятся в соответствии с данными, полученными после теоретического анализа первичных последовательностей представителей семейства CYP51.