Коллектив сотрудников биологического факультета МГУ и НИИ физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского МГУ сконструировал молекулярную модель комплекса нуклеосомной ДНК с белком ее «починки» – поли(АДФ-рибозо)полимеразой (ПАРП). Такие сложные структуры не удается получить с помощью классических методов кристаллографии, но в то же время они необходимы как для понимания механизма взаимодействия белков репарации с ДНК, так и для поиска лекарственных препаратов, блокирующих данное взаимодействие. Работа выполнена в рамках Междисциплинарной научно-образовательной школы МГУ «Молекулярные технологии живых систем и синтетическая биология» и опубликована в журнале «Cells».
Источник: Дмитрий Нилов, НИИ физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского МГУ
Ингибиторы ПАРП могут действовать различным образом, например, блокировать связывание ПАРП с поврежденной ДНК или подавлять синтез сигнального полимера в активном центре, который необходим для привлечения других белков репарации к месту повреждения. Нарушение взаимодействия ПАРП с ДНК является перспективной стратегией разработки противоопухолевых препаратов нового поколения. В МГУ создаются такие препараты, для рационального дизайна которых необходимо иметь под рукой высококачественную молекулярную модель, детально описывающую межмолекулярные взаимодействия.
«Мы обладаем продвинутой технологией экспериментального изучения связывания ПАРП с нуклеосомной ДНК (так называемая spFRET микроскопия), которая позволяет детектировать взаимодействия между отдельными молекулами», – отмечает доцент кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ Наталия Малюченко.
«Тем не менее не всегда удается интерпретировать полученные данные. В этом очень помогает дополнительное использование молекулярного моделирования в наших проектах», – добавляет сотрудник биологического факультета МГУ Ангелина Лобанова.
Для активации ПАРП необходимо ее связывание с поврежденной ДНК. Используемые в представленных исследованиях нуклеосомные частицы (базовые структурные единицы хроматина) позволяют воспроизвести механизм распознавания повреждений. В нашей лаборатории применяется набор методов (spFRET-микроскопия, вестерн-блоттинг и гель-шифт анализ) для получения достоверной информации о взаимодействии ПАРП с ДНК и ингибиторами. Далее полученные данные необходимо качественно интерпретировать, в том числе с помощью методов молекулярного моделирования. Это дает возможность получить наиболее полный ответ о взаимодействии белка «починки» с ДНК, взглянуть на взаимодействующие компоненты на молекулярном уровне. Для этого с использованием методов докинга была создана модель комплекса ПАРП с нуклеосомой, которая позволяет анализировать взаимодействие отдельных атомов.
«Полученный комплекс ПАРП с ДНК является подходящей моделью для дальнейшего поиска противоопухолевых ингибиторов, блокирующих данное взаимодействие. Нашей группой ведутся подобные работы с целью создания отечественного препарата на основе ингибитора ПАРП, уже получены первые прототипы», – комментирует Дмитрий Нилов, ведущий научный сотрудник НИИ физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского МГУ.
Информация и фото предоставлены пресс-службой МГУ
