Регистрация / Вход
Прислать материал

Проведение научных исследований молодыми учеными. Гидролазы: механизм каталитического действия и оптимизации их активности in silico.

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Выполнение этапа проекта
Проект
02.442.11.7435
Продолжительность работ
2006, 8 мес.
Бюджетные средства
0,4 млн
Внебюджетные средства
0 млн

Информация отсутствует

Этапы проекта

1
28.02.2006 - 31.05.2006
Разработаны методы построения и исследования поверхностей потенциальной энергии сложных биомолекулярных систем в рамках комбинированных методов квантовой и молекулярной механики. Создан программно-аппаратный комплекс, являющийся вычислительной платформой для исследования механизмов каталитического действия ферментов. По результатам расчетов методами молекулярной динамики и докинга получена геометрическая конфигурация фермент-субстратного комплекса фрагмента окисленной формы В-цепи инсулина с седолизином -представителем нового класса ферментов серин-карбоксильных пептидаз. Впервые определен механизм каталитического действия серин-карбоксильных пептидаз. Показано, что в основе механизма гидролиза пептидной связи субстрата седолизином лежит схема каталитического действия аспартильных протеаз, при этом в роли нуклеофильного агента выступает аминокислотный остаток серина. Реакция гидролиза идет через стадию образования ацилфермента, что характерно для другого класса ферментов - сериновых протеаз.
Развернуть
2
01.06.2006 - 02.10.2006
Разработаны методы построения и исследования поверхностей потенциальной энергии сложных биомолекулярных систем в рамках комбинированных методов квантовой и молекулярной механики. Создан программно-аппаратный комплекс, являющийся вычислительной платформой для исследования механизмов каталитического действия ферментов.

Впервые определен механизм каталитического действия серин-карбоксильных пептидаз. Показано, что в основе механизма гидролиза пептидной связи субстрата седолизином лежит схема каталитического действия аспартильных протеаз, при этом в роли нуклеофильного агента выступает аминокислотный остаток серина. Реакция гидролиза идет через стадию образования ацилфермента, что характерно для другого класса ферментов – сериновых протеаз.

Предложен детальный постадийный механизм гидролиза сложноэфирной связи ацетилхолина в активном центре ацетилхолинэстеразы – фермента, относящегося к классу сериновых гидролаз. Впервые получены энергетические характеристики процесса гидролиза ацилферментного комплекса на стадии деацилирования. Анализ полученного энергетического профиля реакции показал, что стадия гидролиза ацилферментного комплекса является лимитирующей.

На основании полученных результатов о механизмах действия ферментов двух подклассов сериновых протеаз, седолизина и ацетилхолинэстеразы, область оптимального действия которых лежит в разных областях рН, сделан вывод о том, что в качестве способа регуляции их активности можно использовать точечные мутации по аминокислотному остатку His/Glu из каталитической триады.

Впервые определен механизм каталитического действия эндонуклеазы рестрикции. Показано, что реакция протекает по SN2 механизму нуклеофильного замещения с участием двух ионов магния. Нуклеофил активируется непосредственно субстратом.

Показано, что небольшие конформационные изменения углеводофосфатного остова модифицированной ДНК, содержащей пирофосфатную и реакционноспособную замещенную пирофосфатную группировки, являются критичными для молекулярного механизма распознавания поврежденных остатков 7,8-дигидро-8-оксогуанина ферментом эксцизионной репарации формамидопиримидин-ДНК гликозилазой.

По результатам выполненных работ опубликована 1 статья в журнале Journal of Chemical Theory and Computations, 2 статьи подготовлены к публикации в журналах Journal of Physical Chemistry B и Journal of Chemical Physics. Результаты работы представлены на 4 международных конференциях. В рамках выполнения проекта успешно прошла защита 1 дипломной работы, подготовлена к защите 1 диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук, планируемой к защите в ноябре 2006 года. Результаты работы составят часть диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук, планируемой к защите в 2008 г.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники" на 2002-2006 годы

Программное мероприятие

1.9 Проведение молодыми учеными научных исследований по приоритетным направлениям науки, высоких технологий и образования
Продолжительность работ
2015 - 2016, 14 мес.
Бюджетные средства
25 млн
Организация
НИУ ВШЭ
профинансировано
Продолжительность работ
2010 - 2012, 30 мес.
Бюджетные средства
3 млн
профинансировано
Продолжительность работ
2010 - 2012, 30 мес.
Бюджетные средства
2,25 млн
профинансировано
Продолжительность работ
2005, 1 мес.
Бюджетные средства
0,36 млн
Организация
ИКВС УРО РАН
профинансировано
Продолжительность работ
2010 - 2012, 30 мес.
Бюджетные средства
3,1 млн
профинансировано
Тема
Разработка технологий для репрезентации функций кортикальных структур in silico
Продолжительность работ
2015 - 2016, 14 мес.
Бюджетные средства
25 млн
Количество заявок
2
Тема
Влияние наноразмерных эффектов на каталитические свойства нанесенных катализаторов
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
5 млн
Количество заявок
10
Тема
Каталитически активный наноуглеродный материал и каталитические системы на его основе для химического и электрохимического окисления угарного газа.
Продолжительность работ
2008 - 2009, 14 мес.
Бюджетные средства
10 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка комплекса программных компонентов для компьютерного моделирования и дизайна в области постгеномной системной биологии (системная биология in silico)
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
70 млн
Количество заявок
2
Тема
Разработка методов получения наноструктурированных каталитических систем функционально-избирательного действия для создания экологически чистых, ресурсосберегающих технологий в процессах органического синтеза и обезвреживания газовых выбросов
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
36 млн
Количество заявок
13