Лаборатория биомолекулярного ядерного магнитного резонанса: 2021 г. этап 9

  • Скрынников, Николай Русланович (PI)
  • Подкорытов, Иван Сергеевич (CoI)
  • Двинских, Сергей Вячеславович (CoI)
  • Тюряева, Ирина Ивановна (CoI)
  • Струц, Андрей Владимирович (CoI)
  • Rogacheva, Olga (CoI)
  • Измайлов, Сергей Александрович (CoI)
  • Лузик, Дмитрий Александрович (CoI)
  • Бушманова, Елена Леонидовна (CoI)
  • Salikov, Vladislav (CoI)
  • Lebedenko, Olga (CoI)
  • Kharkov, Boris (CoI)
  • Михайловский, Олег Владимирович (CoI)
  • Рабдано, Севастьян Олегович (CoI)

Project

Project Details

Description

За отчётный период лаборатория био-ЯМР СПбГУ добилась существенного продвижения вперёд по ряду текущих проектов, а также инициировала новые исследования. (1) Нами оценена способность пептида SBP1 блокировать рецептор-связывающий домен шиповидного белка S вируса SARS-CoV-2. Мы пришли к выводу, что аффинность SBP1 по отношению к данной мишени является достаточно низкой, не обеспечивая желаемой защиты от проникновения пептида в клетки. В настоящее время нами исследуется три мини-белка, обладающих высокой аффинностью к рецептор-связывающему домену шиповидного белка вируса SARS-CoV-2. Нами уже получены и успешно верифицированы с помощью ЯМР рекомбинантные образцы данных белков, проверена посредством ИФА их активность в качестве ингибиторов взаимодействия шиповидного белка с рецептором ACE2, а также получена in silico структурная модель для одного из белков, структура которого остаётся неизвестной. (2) Нами развёрнут онлайн сервис ARX (https://arx.bio-nmr.spbu.ru) для уточнения координат биомолекул на основе рентгенодифракционных данных на платформе программы для МД моделирования Amber. При этом был кардинальным образом расширен круг молекул, доступных для оптимизации с помощью разработанного нами метода (например, стала возможной работа со структурами, в состав которых входит ДНК/РНК). (3) Была проведена комплексная интерпретация экспериментальных данных, характеризующих амилоидные фибриллы Sup35NM. Интерпретация опирается на разработанную нами теорию диффузионных ЯМР экспериментов в образцах амилоидных фибрилл в растворе. Используя образец, содержащий фибриллы Sup35NM и мономеры Sup35M, мы продемонстрировали возможность сортировки спектральных сигналов с применением так называемого "диффузионного фильтра". (4) На основе экспериментальных данных ЯМР и данных моделирования МД нами был предпринят всесторонний анализ эффекта парамагнитного усиления спиновой релаксации в серии образцов спин-меченого белка GB1. В целом, наблюдалось хорошее согласие между экспериментально определяемыми значениями PRE и результатами расчётов, однако нами также были обнаружены метастабильные состояния системы, идентифицируемые как артефакты моделирования. (5) Нами был осуществлён детальный анализ экспериментальных данных и данных МД моделирования, характеризующих динамику N-концевого хвоста гистона H4 в составе нуклеосомной частицы. Этот анализ подтвердил сделанное ранее предположение о том, что гистоновые хвосты взаимодействуют с нуклеосомной ДНК по типу "нечёткого комплекса". (6) На примере убиквитина и разупорядоченного пептида, соответствующего N-терминальному фрагменту гистона H4, мы реализовали алгоритм МД для предсказания параметров вращательной и трансляционной диффузии белков. Сравнение расчётных данных с результатами экспериментов показало, что такого рода анализ может быть с успехом использован для оптимизации параметров силового поля. (7) На основе известного пептидного лиганда p57 рецептора программируемой клеточной смерти PD-L1 нами был сконструирован и испытан ряд перспективных ковалентных лигандов. При этом было установлено, что связывание этих лигандов с мишенью носит слабоспецифический характер. Помимо этого, мы обнаружили, что p57 эффективно связывается альбумином сыворотки крови. (8) Были получены дополнительные данные, характеризующие трансляционную диффузию нативно разупорядоченных белков в растворе с варьируемым содержанием мочевины. Результаты этих экспериментов были подвергнуты анализу с целью оценить значимость остаточной структуры в каждом из исследованных белков. (9) Нами было предпринято МД моделирование доменной динамики в белковой сборке хвоста бактериофага T5. Расхождение расчётных результатов с экспериментальными данными может объяснятся как погрешностями силового поля, так и непредвиденными эффектами, связанными со спецификой экспериментальных измерений. (10) Мы применили разработанные нами алгоритмы расчётов спиновой динамики для анализа современных экспериментов импульсного ЭПР и разработки новых экспериментальных схем и методов для интерпретации результатов (эксперимент DEER, регистрация антифазного мультиплета, метод картирования спектральной плотности). Нам удалось продемонстрировать эффект получения антифазного мультиплета в ЭПР спектре парамагнитной метки MTSL (первые эксперименты в СПбГУ, проведенные методом импульсного ЭПР) (11) Мы применили метод гетероядерной ЯМР спектроскопии для выяснения механизма эффективного высвобождения продукта реакции (молекулы убиквитина) бактериальной деубиквитиназой SdeA. В роли фактора, способствующего высвобождению убиквитина, выступает электростатическое отталкивание между каталитическим остатком цистеина, находящимся в ионизованной форме, и C-терминальной карбоксильной группой убиквитина, образуемой в результате его отщепления от субстрата.
Short titleGZ-2021
AcronymMega_SPbU_2013 - 9
StatusActive
Effective start/end date1/01/2131/12/21