Конформационная динамика фермент-субстратного комплекса протеинкиназы А с псевдосубстратом SP20 и аденозинтрифосфатом
Мулашкина Т.И.1 , Леонова М.С.2, Хренова М.Г.3
1. Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, химический факультет, Москва, Россия 2. Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, химический факультет, Москва, Россия; Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля Российской академии наук, Москва, Россия 3. Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, химический факультет, Москва, Россия; Институт биохимии им. А.Н. Баха, Федеральный исследовательский центр “Фундаментальные основы биотехнологии: Российской академии наук, Москва, Россия
Реакция фосфорилирования, катализируемая ферментом протеинкиназой А (ПКА), является одной из ключевых в работе глутаматергической системы — базовой системы памяти. Анализ динамического поведения фермент-субстратного комплекса позволяет во многом судить о дальнейшем механизме ферментативной реакции. По результатам классических молекулярно-динамических расчётов с последующей иерархической кластеризацией показано, что наиболее предпочтительным акцептором протона в ходе реакции фосфорилирования ПКА является карбоксильная группа аминокислотного остатка Asp166, однако акцептором также может выступать γ-фосфатная группа ATP.
Загрузить PDF:
Ключевые слова: протеинкиназа А, молекулярная динамика, конформации, фермент-субстратный комплекс, ATP
Цитирование:
Мулашкина Т.И., Леонова М.С., Хренова М.Г. (2024) Конформационная динамика фермент-субстратного комплекса протеинкиназы А с псевдосубстратом SP20 и аденозинтрифосфатом. Биомедицинская химия, 70(6), 421-427.
Мулашкина Т.И. и др. Конформационная динамика фермент-субстратного комплекса протеинкиназы А с псевдосубстратом SP20 и аденозинтрифосфатом // Биомедицинская химия. - 2024. - Т. 70. -N 6. - С. 421-427.
Мулашкина Т.И. и др., "Конформационная динамика фермент-субстратного комплекса протеинкиназы А с псевдосубстратом SP20 и аденозинтрифосфатом." Биомедицинская химия 70.6 (2024): 421-427.
Мулашкина, Т. И., Леонова, М. С., Хренова, М. Г. (2024). Конформационная динамика фермент-субстратного комплекса протеинкиназы А с псевдосубстратом SP20 и аденозинтрифосфатом. Биомедицинская химия, 70(6), 421-427.
Список литературы
Arnsten A.F.T., Wang M. (2020) The evolutionary expansion of mGluR3-NAAG-GCPII signaling: Relevance to human intelligence and cognitive disorders. Am. J. Psychiatry, 177(12), 1103–1106. CrossRef Scholar google search
Gasiorowska A., Wydrych M., Drapich P., Zadrozny M., Steczkowska M., Niewiadomski W., Niewiadomska G. (2021) The biology and pathobiology of glutamatergic, cholinergic, and dopaminergic signaling in the aging brain. Front. Aging Neurosci., 13, 654931. CrossRef Scholar google search
Pang K., Wang W., Qin J.-X., Shi Z.-D., Hao L., Ma Y.-Y., Xu H., Wu Z.-H., Pan D., Chen Z.-S., Han C.-H. (2022) Role of protein phosphorylation in cell signaling, disease, and the intervention therapy. MedComm, 3(4), e175. CrossRef Scholar google search
Gerlits O., Waltman M.J., Taylor S., Langan P., Kovalevsky A. (2013) Insights into the phosphoryl transfer catalyzed by cAMP-dependent protein kinase:An X-ray crystallographic study of complexes with various metals and peptide substrate SP20. Biochemistry, 52(21), 3721–3727. CrossRef Scholar google search
Johnson D.A., Akamine P., Radzio-Andzelm E., Madhusudan M., Taylor S.S. (2001) Dynamics of cAMP-dependent protein kinase. Chem. Rev., 101(8), 2243–2270. CrossRef Scholar google search
Adams J.A. (2001) Kinetic and catalytic mechanisms of protein kinases. Chem. Rev., 101(8), 2271–2290. CrossRef Scholar google search
Taylor S.S., Yang J., Wu J., Haste N.M., Radzio-Andzelm E., Anand G. (2004) PKA: Aportrait of protein kinase dynamics. Biochim. Biophys. Acta, 1697(1–2), 259–269. CrossRef Scholar google search
Word J.M., Lovell S.C., Richardson J.S., Richardson D.C. (1999) Asparagine and glutamine: Using hydrogen atom contacts in the choice of side-chain amide orientation. J. Mol. Biol., 285(4), 1735–1747. CrossRef Scholar google search
Humphrey W., Dalke A., Schulten K. (1996) VMD: Visual molecular dynamics. J. Mol. Graph., 14(1), 33–38. CrossRef Scholar google search
Phillips J.C., Braun R., Wang W., Gumbart J., Tajkhorshid E., Villa E., Chipot C., Skeel R.D., Kalé L., Schulten K. (2005) Scalable molecular dynamics with NAMD. J. Comput. Chem., 26(16), 1781–1802. CrossRef Scholar google search
Best R.B., Zhu X., Shim J., Lopes P.E.M., Mittal J., Feig M., MacKerell A.D. (2012) Optimization of the additive CHARMM all-atom protein force field targeting improved sampling of the backbone φ, ψ and side-chain χ1 and χ2 dihedral angles. J. Chem. Theory Comput., 8, 3257–3273. CrossRef Scholar google search
Vanommeslaeghe K., Hatcher E., Acharya C., Kundu S., Zhong S., Shim J., Darian E., Guvench O., Lopes P., Vorobyov I., Mackerell A.D. (2009) CHARMM general force field: A force field for drug-like molecules compatible with the CHARMM all-atom additive biological force fields. J. Comput. Chem., 31, 671–690. CrossRef Scholar google search
Jorgensen W.L., Chandrasekhar J., Madura J.D., Impey R.W., Klein M.L. (1983) Comparison of simple potential functions for simulating liquid water. J. Chem. Phys., 79, 926–935. CrossRef Scholar google search
Quigley D., Probert M.I.J. (2004) Langevin dynamics in constant pressure extended systems. J. Chem. Phys., 120(24), 11432–11441. CrossRef Scholar google search
Martyna G.J., Tobias D.J., Klein M.L. (1994) Constant pressure molecular dynamics algorithms. J. Chem. Phys., 101(5), 4177–4189. CrossRef Scholar google search
Feller S.E., Zhang Y., Pastor R.W., Brooks B.R. (1995) Constant pressure molecular dynamics simulation: The Langevin piston method. J. Chem. Phys., 103(11), 4613–4621. CrossRef Scholar google search
Tubiana T., Carvaillo J.-C., Boulard Y., Bressanelli S. (2018) TTClust: A versatile molecular simulation trajectory clustering program with graphical summaries. J. Chem. Inf. Model., 58(11), 2178–2182. CrossRef Scholar google search
Ward J.H. Jr. (1963) Hierarchical grouping to optimize an objective function. J. Am. Stat. Assoc., 58, 236–244. CrossRef Scholar google search
