Vierasmolekyylien sitoutumisen mallintaminen lipokaliiniproteiineissa

Abstract

Tässä työssä tutkittiin DigA16- ja 1KT7-proteiineja. Proteiineille suoritettiin klassisia MD-simulaatioita käyttämällä Orac4.0-ohjelmistoa. DigA16-proteiinin kokeellisesti mitattu rakenne täydennettiin tietokoneella ja kokonaisesta proteiinista simuloitiin kolmea eri rakennetta. 1KT7-proteiinin simulaation lähtörakenteena oli kokeellisesti mitattu rakenne, jota ei tarvinnut täydentää. Simulaatioita suoritettiin kutakin 10,751 nanosekunnin verran, joista 0,751 ns oli alustusta ja 10 ns simulointia 300 Kelvinissä. Tästä 10 ns vaiheesta kerättiin analysoitu data. Simulaation aikana kokonaisenergia kasvoi tasaisesti. Kasvu oli niin pientä, että sen voidaan katsoa johtuneen täysin MD-simulaatiossa kumuloituvasta pyöristysvirheestä. Tämä on tavallista MD-simulaatioille. Kahdesta DigA16-proteiinin simulaatioista löytyi pieni konformaatiomuutos, jonka aikaskaala on noin 2 ns. Tässä konformaatiomuutoksessa proteiinin aminohappoketjun pään 4-5 reunimmaista aminohappoa muuttavat selvästi asentoaan. Lisäksi tutkittiin miten DigA16-proteiinissa aminohappojen 42 ja 170 välillä olevan rikki-rikki-sidoksen puuttuminen vaikutti proteiinin käyttäytymiseen. Tuloksista voidaan päätellä, että rikki-rikki-sidoksen puuttuminen aiheuttaa loppupään hännän vaeltamisen kauemmas muusta proteiinista. Kuitenkin sidoksen puuttuminen aiheutti vain lokaaleja asennonmuutoksia proteiinin reunalla ja esimerkiksi proteiinin tunnusomaiseen β-tynnyriin sidoksen puuttuminen ei vaikuttanut. Edellä mainittu konformaatiomuutos tapahtui aminohappoketjun toisessa päässä, mutta kuitenkin muutos tapahtui vain niissä simulaatioissa, joissa rikki-rikki-sidos oli irti. Kahdessa simulaatiossa oli mukana vierasmolekyyli, joka oli proteiinin onkalossa. DigA16:n vierasmolekyylinä oli digoksigeniini ja 1KT7:n vierasmolekyylinä retinoli. Kumpikaan vierasmolekyyli ei kokenut asennonmuutosta. Pientä heilumista tapahtui, mutta tämä on tavallista simulaatioissa. DigA16:n hydrolisiä sivuryhmiä on lähellä digoksigeniiniä ja ne todennäköisesti muodostavat sen kanssa vetysidoksia. 1KT7 puolestaan pitää hydrofobisia fenyylirenkaita ja metyyliryhmiä retinolin lähellä, mikä oli odotettavissa.