Кристаллография, 2020, T. 65, № 6, стр. 900-906

Ингибитор, нацеленный на границу между мономерами белка HU из Spiroplasma Melliferum, нарушает конформационную динамику и ДНК-связывающие свойства белка

Ю. К. Агапова 1*, Д. А. Алтухов 1, Д. Э. Камашев 23, В. И. Тимофеев 14, Е. В. Смирнова 3, Т. В. Ракитина 13**

1 Курчатовский комплекс НБИКС-природоподобных технологий, Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”
Москва, Россия

2 Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Минздрава России
Москва, Россия

3 Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН
Москва, Россия

4 Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова ФНИЦ “Кристаллография и фотоника” РАН
Москва, Россия

* E-mail: agapova.jk@gmail.com
** E-mail: taniarakitina@yahoo.com

Поступила в редакцию 03.06.2020
После доработки 03.06.2020
Принята к публикации 10.06.2020

Аннотация

Гистоноподобные HU-белки являются глобальными регуляторами топологии бактериального генома и участвуют в регуляции транскрипции. Они необходимы для выживания простейших микроорганизмов класса Mollicutes, ряда патогенных бактерий, включая Mycobacterium tuberculosis и Streptococcus pneumonia, и являются перспективной мишенью для разработки новых антибиотиков. Однако конкурентное ингибирование ДНК-связывающей способности HU-белков малоэффективно из-за высокой подвижности и большого размера ДНК-связывающего сайта. Поэтому использован альтернативный подход, основанный на поиске молекул, взаимодействующих с границей между двумя мономерами. Пространственная структура HU-белка из Spiroplasma melliferum (HUSpm) использована в качестве мишени для виртуального скрининга химической библиотеки, а также для моделирования комплекса HUSpm с ингибитором. Анализ молекулярно-динамической траектории, полученной для комплекса HUSpm–ингибитор, подтвердил, что связывание ингибитора на границе между мономерами приводит к нарушению конформационной динамики в области ДНК-связывающего домена. С помощью метода торможения в геле показано, что ингибитор действительно нарушает ДНК-связывающие свойства белка, что указывает на перспективность использования предложенного подхода.

DOI: 10.31857/S0023476120060041

Список литературы

  1. Drews J. // Science. 2000. V. 287. P. 1960.

  2. Anderson A. // Chem. Biol. 2003. V. 10. P. 787.

  3. Stojkova P., Spidlova P., Stulik J. // Front. Cell. Infect. Microbiol. 2019. V. 9. P. 159.

  4. Bhowmick T., Ghosh S., Dixit K. // Nature Commun. 2014. V. 5. P. 4124.

  5. Kamashev D.E., Agapova Y.K., Rastorguev S. et al. // PLOS. 2017. V. 12. P. e188037.

  6. Камашев Д.Э., Ракитина Т.В., Матюшкина Д.С. и др. // Биоорган. химия 2019. Т. 45. С. 524.

  7. Glass J.I., Assad-Garcia N., Alperovich N. et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2006. V. 103. P. 425.

  8. Griffin J.E., Jeffrey, Gawronsk D. et al. // PLoS Pathog. 2011. V. 7. P. e1002251.

  9. Ferrándiz M.-J., Carreño D., Ayora S. et al. // Front. Microbiol. 2018. V. 9. P. 493.

  10. Талызина А.А., Агапова Ю.К., Подшивалов Д.Д. и др. // Кристаллография. 2017. Т. 62 С. 903.

  11. Agapova Y.K., Talyzina A.A., Altukhov D.A. et al. // Crystallography reports. 2019. V. 64. P. 602.

  12. Boyko K.G., Rakitina T.V., Korzhenevskiy D.A. et al. // Acta Cryst. F. 2015. V. 71. P. 24.

  13. Boyko K.M., Gorbacheva M.A., Rakitina T.V. et al. // Sci Rep. 2016. V. 3 P. 36366.

  14. Altukhov D.A., Talyzina A.A., Agapova Y.K. et al. // J. Biomol. Struct. Dyn. 2016. V. 36. P. 45.

  15. Timofeev V.I., Altukhov D.A., Talyzina A.A. // J. Biomol. Struct. Dyn. 2018. V. 36. P. 4392.

  16. Sali A., Blundell T.L. // J. Mol. Biol. 1993. V. 234. P. 779.

  17. Строганов О.В., Чилов Г.Г., Новиков Ф.Н. и др. // Программа Mutate. 2011. p. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ 2011615051.

  18. Stroganov O.V., Novikov F.N., Stroylov V.S. et al. // J. Chem. Inf. Model. 2008. V. 48. P. 2371.

  19. Novikov F.N., Stroylov V.S., Stroganov O.V. et al. // J. Mol. Model. 2010. V. 16. P. 1223.

  20. Humphrey W., Dalke A., Schulten K. // J. Mol. Graph. 1996. V. 14. P. 33.

  21. Николаева А.Ю., Тимофеев В.И., Бойко К.М. и др. // Кристаллография. 2015. Т. 60. С. 922.

  22. Алтухов Д.А., Агапова Ю.К., Власкина А.В. и др. // Вестн. МГУ. 2016. Т. 57. С. 226.

  23. Emsley P., Lohkamp B., Scott W.G. et al. // Acta Cryst. D 2010. V. 66. P. 486.

  24. Mouw K.W., Rice P.A. // Mol. Microbiol. 2007. V. 63. P. 1319.

  25. Trott O., Olson A.J. // J. Comput. Chem. 2010. V. 31. P. 455.

  26. Abraham R.G., Tanvir1 N.R., Santiago B.X. et al. // SoftwareX. 2015. P. 19.

  27. Van Der Spoel D., Lindahl E., Hess B. et al. // J. Comput. Chem. 2005. V. 26. P. 1701.

  28. Бойко К.М., Тимофеев В.И., Самыгина В.Р. и др. // Кристаллография. 2016. Т. 61. С. 691.

Дополнительные материалы отсутствуют.