Реконструкція моделі мультипротеїнового комплексу, критичного для ліпідизації білка ATG8 під час формування аутофагосоми у рослин

Abstract

Дослідження спрямовано на вивчення молекулярної природи взаємодії білків ортологів ATG12-ATG5-ATG16 та ATG8 систем кон’югації рослин і людини з подальшим докінгом in silico для здійснення подальшої інтеграції в мультимерний комплекс з додаванням білка, що взаємодіє з фосфоінозитидом 2 (WIPI2), та їх відтворення за участю тваринних ортологів систем кон’югації біогенезу аутофагосом. Ґрунтовне розуміння теоретичних і практичних аспектів сучасних комп’ютерних технологій має важливе значення для розроблення надійних обчислювальних методів. Впровадження цих методів у поєднанні з глибоким аналізом наукової літератури створює міцну основу для дослідження конформаційних змін білків. Створюючи розрахункові варіації відомої структури білка і забезпечуючи відповідний контент для відтворення та інтерпретації конформаційних змін, можна ідентифікувати функціональні стани, які відповідають специфічним вимогам певної системи. Методи комп’ютерного моделювання дають можливість будувати структурні моделі і відтворювати міжмолекулярні взаємодії. Це дає змогу краще оцінити потенційну взаємодію між майбутніми інгібіторами або лігандами та мішенню. Автори використали моделювання in silico для прогнозування та з’ясування потенційних взаємодій між компонентами мультибілкового комплексу. Вивчено і виявлено особливості молекулярної взаємодії між ортологами ATG12, ATG5 та ATG16 і ATG8 у системах кон’югації рослин і людини. За допомогою методів класичної біоінформатики і молекулярного моделювання створено і повною мірою опрацьовано модель відповідного комплексу з рослинних білків, з можливістю подальшого його перенесення на мембрану та детального розгляду функцій його окремих елементів.

Autophagy represents a fundamental cellular process, whereby molecules and subcellular elements, including nucleic acids, proteins, lipids, and organelles, are eliminated through lysosome-mediated degradation. This process plays a crucial role in maintaining cellular homeostasis, promotes differentiation, supports development and contributes to cell survival. The research is devoted to the study of the molecular nature of the interaction of proteins of the ATG12- ATG5-ATG16 and ATG8 orthologs of plant and human conjugation systems with subsequent in silico docking for the implementation of future integration into a multimeric complex with the addition of phosphoinositide interacting protein 2 (WIPI2), and their subsequent reproduction with animal orthologs of autophagosome biogenesis mating systems. A thorough comprehension of both theoretical and practical aspects of modern computing is essential for the development of robust computational methods. The introduction of these methods combined with an in-depth review of the scientific literature provides a solid foundation for the study of protein conformational changes. By creating calculated variations of a known protein structure and providing the appropriate content for reproduction and interpretation of conformational changes, it is possible to identify functional states that align with the specific requirements of a given system. The employment of computer modeling methodologies permits the construction of structural models and the replication of intermolecular interactions. This enables an enhanced evaluation of the prospective interaction between future inhibitors or ligands and the target. The authors utilized in silico modeling to predict and elucidate potential interactions between the components of a multi-protein complex.