Skip to main content

Protein signalling pathways elucidated via novel correlation analysis of molecular dynamics simulations

Article Category

Article available in the folowing languages:

Symulowanie sygnalizowania białek

Dynamika molekularna (MD) jest coraz częściej stosowaną metodą symulowania i przywidywania zachowana biomolekularnego. Finansowany przez UE zespół badawczy zastosował tę technikę w celu wyjaśnienia szlaków wewnątrzbiałkowych oraz mechanizmów molekularnych związanych z sygnalizowaniem.

Zdrowie

Szlaki transdukcji sygnału to mechanizmy, które pozwalają komórkom żywym reagować na zewnętrzne bodźce, takie jak hormony, neuroprzekaźniki czy czynniki wzrostu. Te molekuły zwykle wiążą się z receptorami błony i rozpoczynają serię zdarzeń wewnątrzkomórkowych, które prowadzą do aktywacji genów, proliferacji komórek lub chemotaksji. Deregulacja szlaku sygnałowego jest często przyczyną wielu chorób, w tym raka i zaburzeń neurologicznych. Transdukcja informacji za pomocą pojedynczego białka jest zwana allosterią i polega na zmianie kształtu białek oraz aktywności spowodowanej wiązaniem cząsteczkowego liganda. W białkach allosterycznych współzależności pomiędzy odległymi miejscami zapisane są w matrycy białkowej. Jednakże aktualna wiedza dotycząca tego zagadnienia jest ograniczona. W tym celu w ramach projektu "Wyjaśnianie szlaków sygnałowych białek za pomocą nowej analizy współzależności symulacji dynamiki molekularnej" (Protsign) zastosowano technikę MD w celu zbadania dwóch ważnych klas białek sygnalizujących: receptorów sprzężonych z białkami G (GPCR) i domeny wiązania białek PDZ. Za pomocą techniki MD sprawdzono elastyczność strukturalną białek i wykonano symulację spontanicznego przejścia białka allosterycznego. Ponadto symulacje MD zastosowano do oznaczania przepuszczalności błon biologicznych, będącego bardzo ważnym procesem z biofizycznego, fizjologicznego i farmakologicznego punktu widzenia. Ta sama metoda została skutecznie zastosowana podczas analizy właściwości chemicznych aerozolu morskiego oraz określania ważnej roli jonów przenoszonych w kroplach wody w składzie chemicznym atmosfery. W projekcie Protsign wykazano możliwość zastosowania techniki MD do symulacji różnych procesów naukowych, zwłaszcza do przewidywania allosterycznego zachowania wybranych białek. To pozwoli na dogłębne przeanalizowanie mechanizmów molekularnych biorących udział w transdukcji sygnału, a ponadto ma duże znaczenie dla nauki i medycyny.

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania