Институт цитологии и генетики, Сибирское отделение Российской академии наук, Новосибирск, Новосибирская область, 630090, Россия
ФБУН Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор», Кольцово, Новосибирская область, 630559 Россия
Новосибирский Государственный Университет, Новосибирск, Новосибирская область, 630090, Россия

ivanisenko@bionet.nsc.ru

Аннотация. Рекомбинантные вирусные белки, блокирующие активность фактора некроза опухолей (ФНО), могут быть использованы для разработки новых препаратов, предназначенных для лечения воспалительных заболеваний. Компьютерное моделирование комплекса взаимодействующих белков и выявление закономерностей их взаимодействия обеспечивает возможность предсказания и создания методами направленного мутагенеза измененных форм ФНО-связывающих белков (ФНО-СБ) ортопоксвирусов, которые с наибольшей эффективностью способны связываться и нейтрализовать активность ФНО. Для анализа механизмов взаимодействия ФНО человека (чФНО) с ФНО-связывающими доменами ФНО-СБ вируса оспы коров (ФНОСД-ВОК) и ФНО-СБ вируса натуральной оспы (ФНОСД-ВНО) и определения наиболее важных аминокислот, участвующих в образовании комплексов, были использованы компьютерные модели, построенные на основе структуры комплекса мутантного чФНО с рецептором ФНО типа II (чФНОР-II), полученной методом рентгеноструктурного анализа. С использованием моделирования молекулярной динамики и метода расчета свободной энергии MM-GBSA было показано, что чФНО связывается с большей аффинностью c ФНОСД-ВНО по сравнению с ФНОСД-ВОК. Результаты расчетов были подтверждены данными экспериментов по измерению констант связывания изучаемых белков методом SPR. Выявлено, что аминокислотная замена в последовательности ФНО-СБ ВНО ASP63 на ASN63 приводит к структурным перестройкам, благоприятствующим взаимодействию ФНО-СБ ВНО с ФНО человека. Дополнительно, протокол разложения свободной энергии по аминокислотным остаткам позволил выявить ключевые аминокислоты, участвующие в энергии образования комплексов.

Ключевые слова:  моделирование молекулярной динамики, препараты антицитокинового действия, вирус натуральной оспы (ВНО), вирус оспы коров (ВОК), фактор некроза опухоли.