Структурные переходы в смешанных классах белков

Изучены особенности аминокислотного состава участков белков классов «альфа + бета» и «альфа/ бета», склонных к структурным переходам. Данные получены путём сравнения разных трёхмерных структур белков с абсолютно идентичной аминокислотной последовательностью. В работе не рассматривались фрагменты белков, расположение атомов в которых невозможно определить методом рентгеноструктурного анализа. Судя по более высокому проценту остатков, находящихся в структурно неустойчивых фрагментах, белки класса «альфа + бета» менее стабильны, чем белки класса «альфа/бета». Наиболее частым структурным переходом является укорочение Nи C-концов альфа-спиралей и бета-тяжей. Найдены и полностью «исчезающие» (переходящие в койл) альфа-спирали и бета-тяжи, аминокислотный состав которых несёт в себе ценную информацию, позволяющую выявить фрагменты белков, которые способны к переходу от альфа-спиралей к бета-тяжам и обладают сходным аминокислотным составом как с «исчезающими» альфа-спиралями, так и с «исчезающими» бета-тяжами. Аминокислотный состав способных к полному «исчезновению» альфа-спиралей достоверно отличается от такового способных к полному

1. SCOP: a structural classification of proteins database for the investigation of sequences and structures / A. G. Murzin [et al.] // J. Mol. Biol. – 1995. – Vol. 247, N 4. – P. 536–540. https://doi.org/10.1016/s0022-2836(05)80134-2

2. Термодинамическая характеристика стабильности структуры белков четырёх классов / В. В. Побойнев [и др.] // Молекулярные, мембранные и клеточные основы функционирования биосистем : междунар. науч. конф. ; 13-й съезд Белорус. обществ. об-ния фотобиологов и биофизиков : тез. докл., Минск, 27–29 июня 2018 г. / редкол. : И. Д. Волотовский (отв. ред.) [и др.]. – Минск, 2018. – С. 34.

3. Geschwind, M. D. Prion diseases / M. D. Geschwind // CONTINUUM: Lifelong Learn. in Neurol. – 2015. – Vol. 6. – P. 1612–1638. https://doi.org/10.1212/CON.0000000000000251

4. Knight, R. S. G. Prion diseases / R. S. G. Knight, R. G. Will // J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. – 2004. – Vol. 75, N 90001. – P. 36–42. https://doi.org/10.1136/jnnp.2004.036137

5. Johnson, R. T. Prion diseases / R. T. Johnson // Lancet Neurol. – Vol. 4, N 10. – P. 635–642. https://doi.org/10.1016/ s1474-4422(05)70192-7

6. Prusiner, S. B. Novel proteinaceous infectious particles cause scrapie / S. B. Prusiner // Science. – 1982. – Vol. 216, N 4542. – P. 136–144. https://doi.org/10.1126/science.6801762

7. Cooperative structural transitions in amyloid-like aggregation / T. Steckmann [et al.] // J. Chem. Phys. – 2017. – Vol. 146, N 13. – P. 135103. https://doi.org/10.1063/1.4979516

8. Chou, P. Y. Prediction of the secondary structure of proteins from their amino acid sequence / P. Y. Chou, G. D. Fasman // Advances in enzymology and related areas of molecular biology / ed. A. Meister. – New York, 1978. – Vol. 47. – P. 45–148.

9. Стабильность альфа-спиральных и бета-структурных блоков в белках четырeх структурных классов / В. В. Побойнев [и др.] // Вес. Нац. акад. навук. Cер. бiял. навук. – 2018. – Т. 63, № 4. – С. 391–400.

10. Хрусталёв, В. В. Особенности аминокислотного состава бета-тяжей в белках различных структурных классов / В. В. Хрусталёв, В. В. Побойнев, Т. А. Хрусталёва // Фундаментальная наука в современной медицине : материалы сателл. дистанц. науч.-практ. конф. студентов и молодых ученых (Минск, 3 марта 2017 г.) / Белорус. гос. мед. ун-т ; под ред. А. В. Сикорского [и др.]. – Минск, 2017. – С. 331–336.

11. The Protein Data Bank / H. M. Berman [et al.] // Nucleic Acids Res. – 2000. – Vol. 28, N 1. – P. 235–242. https://doi.org/10.1093/nar/28.1.235

12. Aurora, R. Helix capping / R. Aurora, G. D. Rose // Protein Sci. – 1998. – Vol. 7, N 1. – P. 21–38. https://doi.org/10.1002/pro.5560070103

13. Khrustalev, V. V. The influence of flanking secondary structures on amino acid content and typical lengths of 3/10 helices / V. V. Khrustalev, E. V. Barkovsky, T. A. Khrustaleva // Int. J. Proteomics. – 2014. – Vol. 2014. – Art. ID 360230. https://doi.org/10.1155/2014/360230

14. Побойнев, В. В. Особенности аминокислотного состава альфа-спиральных участков в полипептидных цепях белков различных структурных классов / В. В. Побойнев, В. В. Хрусталёв, Т. А. Хрусталёва // Вес. Нац. акад. навук. Cер. бiял. навук. – 2017. – № 4. – С. 58–66.

15. Baldwin, R. L. Is protein folding hierarchic? II. Folding intermediates and transition states / R. L. Baldwin, G. D. Rose // Trends Biochem. Sci. – 1999. – Vol. 24, N 5. – P. 77–83. https://doi.org/10.1016/s0968-0004(98)01345-0

16. Abrusán, G. Alpha helices are more robust to mutations than beta strands / G. Abrusán, J. A. Marsh // PLoS Comput. Biol. – 2016. – Vol. 12, N 12. – P. e1005242. https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1005242

17. An allosteric mechanism for activation of the kinase domain of epidermal growth factor receptor / X. Zhang [et al.] // Cell. – 2006. – Vol. 125, N 6. – P. 1137–1149. https://doi.org/10.1016/j.cell.2006.05.013

18. Dynamics of disulfide-bond disruption and formation in the thermal unfolding of ribonuclease A / P. Krupa [et al.] // J. Chem. Theory Comput. – 2017. – Vol. 13, N 11. – P. 5721–5730. https://doi.org/10.1021/acs.jctc.7b00724

19. Разработка потенциальных ингибиторов ВИЧ-1 методами in silico клик-химии и молекулярного моделирования / А. М. Андрианов [и др.] // Мат. биология и биоинформатика. – 2018. – Т. 13, № 2. – С. 507–525.