Термодинамическая оценка активации протеинкиназы а iα (пка iα)


с. 1
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА АКТИВАЦИИ ПРОТЕИНКИНАЗЫ А Iα (ПКА Iα). АНАЛИЗ РОЛИ СТЭКИНГ-ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В СВЯЗЫВАНИИ цАМФ РЕГУЛЯТОРНОЙ СУБЪЕДИНИЦЕЙ ПКА Iα

О.Н. Рогачева1, А.В. Попов1 , E.B. Савватеева-Попова2, Б.Ф. Щеголев2

1Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова РАН, С.Петербург, 2Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН, С.Петербург
С использованием программы докинга QUANTUM 3.3.0 и пакета квантово-химических программ Gaussian 03W (учет стэкинг-взаимодействий методом MP2/6-31G(d) SCRF=IPCM (ε=4.0)) проанализированы цАМФ-индуцированная и спонтанная активация ПКА Iα (ΔG оценены как -13.9±5.3 и +38.1±1.3 кДж/моль, соответственно). Показано, что более выгодная агонист-индуцированная активация фермента обусловлена двумя процессами:

  1. переходом регуляторной субъединицы киназы в термодинамически выгодную конформацию, реализующуюся только в присутствии лиганда (ΔG = -23.9±8.2 кДж/моль). Указанный вклад является постоянной величиной для активации киназы с помощью любого агониста

  2. повышением сродства цАМФ к связывающим сайтам ПКА Iα после сопровождающего активацию киназы изменения конформации регуляторной субъединицы (ΔG = -28.1±9.7 кДж/моль). Данный вклад зависит только от исследуемого агониста и, следовательно, в первом приближении определяет возможность различных лигандов быть эффективными активаторами ПКА Iα. В работе разработан способ оценки указанного вклада.

Показано, что на заключительной стадии конформационных перестроек регуляторной субъединицы стэкинг-взаимодействие между аденином цАМФ и ароматической аминокислотой, входящей в состав цАМФ-связывающего сайта, реализуется только в А домене (E=-20.1 и +19.3 кДж/моль для А и В доменов, соответственно). Высказано предположение, что стэкинг-взаимодействие в В домене может играть важную роль на более ранних стадиях активации ПКА , понижая барьер конформационного перехода регуляторной субъединицы.
с. 1

скачать файл