Монография под редакцией А. Л. Хохлова, Н. В. Пятигорской Отделение медицинских наук ббк 2. П86
жүктеу/скачать 3,82 Mb. Pdf көрінісі
|
Ð¥Ð¾Ñ Ð»Ð¾Ð² 2
часть из которых представляет собой перспективные фармакологические мишени) в настоящее время не могут быть получены кристаллы, что не по- зволяет методами РСА расшифровать 3D структуру для полноразмерного белка с необходимым разрешением. Процесс кристаллизации представляет собой сложную задачу, что связано с особыми свойствами макромолекул (конформационная подвижность, склонность к агрегации и др.). В связи с этим, стадия кристаллизации до сих пор остается наиболее проблемной и наименее прогнозируемой стадией структурного исследования. Многие белковые структуры, особенно сложные белковые комплексы, практически не поддаются кристаллизации или получаемые для них кристаллы имеют существенные дефекты, что осложняет использование рентгеноструктур- ного анализа. Другим ограничением является тот факт, что в процессе кри- сталлизации белок принимает некоторую локально равновесную конформа- цию, которая не всегда является нативной и функционально значимой [97]. Кроме того, классический метод РСА практически неприменим для изуче- ния структуры и динамики биомакромолекул в переходных, функционально активных состояниях. Глава 2. Прогнозирование свойств фармакологических веществ in silico 57 Предполагается, что преодолеть хотя бы часть вышеперечисленных проблем удастся с использованием рентгеновских лазеров на свободных электронах, что открывает принципиально новые возможности как для структурного анализа биологических объектов, так и изучения их функци- ональной структурной динамики. Поскольку такого рода «мега-проекты» невозможно организовать без широкого международного сотрудничества, Российская Федерация вошла в число стран, образовавших консорциум, целью работы которого является предоставление уникальных сервисов на всех стадиях исследований: от подготовки образцов и контроля их качества, до получения структурных данных с использованием метода РЛСЭ и их расшифровки [481]. Несмотря на наличие вышеперечисленных проблем, уже доступная в PDB информация о пространственной структуре белков широко исполь- зуется в настоящее время для виртуального скрининга новых фармаколо- гических веществ с применением молекулярного докинга [326]. Основные стадии исследования включают в себя подготовку пространственной струк- туры белка для оценки взаимодействия «белок-лиганд», идентификация ак- тивного центра (центра связывания), подготовку библиотеки потенциаль- ных лигандов, выбор методов докинга, выбор оценочной функции (scoring function) для расчета численных характеристик «аффинности». При подготовке структуры белка для проведения докинга необходимо дополнить молекулу отсутствующими атомами водорода, достроить «поте- рянные» боковые цепи аминокислотных остатков, уточнить данные об аро- матичности молекулярных фрагментов, устранить некорректные значения валентности, учесть возможное наличие молекул воды, скорректировать имеющиеся разрывы в структуре белка. Как указывается в учебном посо- бии [48], в представленных в PDB данных о пространственной структуре белков-мишеней такого рода ошибки встречаются нередко. Далее, необходимо определить область белка, по отношению к которой будет осуществляться докинг. Как правило, для этой цели из полноразмер- ной 3D структуры белка вычленяют куб, в котором находится предполагае- мое место связывания. Если в PDB имеется структура для комплекса белка с лигандом (субстратом или ингибитором), выбор области осуществляется с учетом этой информации. Для выбранной области строят трехмерную сетку потенциалов, в узлах которой записывают потенциалы взаимодействия ато- мов лиганда с атомами белка. На область докирования могут устанавливать- ся дополнительные ограничения, например, принудительное позициониро- вание отдельных функциональных групп; исключенные области – зоны, где запрещено размещение лиганда или его фрагментов; вращаемые группы у аминокислотных остатков, для которых характерно наличие подвижных от- носительно торсионных углов боковых цепей; и др. Следующим этапом является подготовка библиотеки лигандов, для кото- рых предполагается оценить «аффинность» взаимодействия с конкретной мишенью. Это может быть сравнительно небольшой набор потенциально ак- 58 жүктеу/скачать 3,82 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|