Tính toán dự báo ảnh hưởng của đột biến gen đến hoạt tính của CD38 đối với phản ứng tạo thành CADPR
30/08/2008
KH&CN trong nước
KH&CN trong nước
Đề tài do tác giả Đặng Ứng Vận (Trung tâm ứng dụng tin học trong hóa học, Đại học quốc gia Hà Nội) thực hiện nhằm trình bày những kết quả nghiên cứu khi sử dụng các phương pháp hóa tin để tính toán tác động đột biến gen đến hoạt tính xúc tác của protein CD38.
Các thể đột biến được khảo sát gồm: E146L; E146F; E146D; E146G; E146A; 146K và E146Q lần lượt được thay thế axitamin GLU146 lần lượt bằng các axitamin: Leucine (L), Phenylalanine (F), Axit aspartic (D), Glycine (G), Alanine (A), Lysine (K) và Glutamine (Q). Quá trình tính toán đòi hỏi 3 thuật toán chủ yếu như: tính năng lượng gắn kết; thay thế từng axit amin trong tâm hoạt động của protein tự nhiên bằng các amin khác và tối ưu hình học các thể đột biến; gắn kết phối tử lên các thể đột biến để tính toán năng lượng gắn kết của phức được tạo thành.
Sau khi khảo sát sự đột biến gen và tối ưu hình học trên phần mềm Hyperchem 7.0 của CD38 và các thể đột biến trên, nghiên cứu lần lượt tính toán dự báo năng lượng, cấu hình của các phối tử - thể đột biến và cơ chế phản ứng tạo thành cADPR. Kết quả cho thấy, thể đột biến E146G có giá trị năng lượng gắn kết xấp xỉ giá trị của CD38. Sự phụ thuộc giữa năng lượng gắn kết NA với các thể đột biến khác của CD38, hằng số tốc độ K
m của phản ứng đóng vòng tạo thành cADPR gần như tuyến tính. Điểm khác biệt cơ bản của NDA với cADPRso với các phức NMN và NA là phân tử lớn, cồng kềnh nên không thể đi sâu vào vùng các tâm hoạt động.
Về cơ chế phản ứng tạo thành cADPR, có hai yếu tố ảnh hưởng đến cơ chế quá trình đóng vòng và hoạt tính xúc tác của CD30. Sự khác biệt rõ nét về năng lượng gắn kết NMN với CD38 so sánh với các thể đột biến là NA, NMN và năng lượng gắn kết NA-protein có vai trò quyết định với phản ứng vòng hóa NAD. Nếu năng lượng gắn kết giữa thể đột biến và NA càng lớn thì phản ứng vòng hóa càng thuận lợi.
Nghiên cứu trên có thể áp dụng hiệu quả và rộng rãi cho việc nghiên cứu tác động đột biến gen đến vai trò xúc tác của các thể đột biến trong các protein khác.
BH (theo Tạp chí Hóa học, số 2/08)