Вклад в биоинформатику и наномедицину: компьютерная, биохимическая и биофизическая оценка новых производных пептидов и жирных кислот, а также наноструктурированных материалов на их основе, в качестве «молекулярного оружия» против инфекционных заболеваний : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель В. М. Шкуматов

Abstract

Объекты исследования: модели трехмерных структур нитроароматических НБД-производных аминокислот и ферментов (человека, малярийного плазмодия и дрожжей Candida sp.), НБД-производные аминокислот, микросомы и эритроциты. Цель работы – спрогнозировать параметры взаимодействия ряда НБД-производных кислот с некоторыми ферментами возбудителей инфекционных заболеваний, а именно Plasmodium sp., дрожжей Candida sp., а также человека с применением компьютерного моделирования; осуществить синтез НБД-производных аминокислот. Методы исследования: спектрофлуориметрические, хроматографические, масс-спектрометрические, расчетно-теоретические. Основные результаты: При помощи компьютерного моделирования (докинга; программа Autodock 4.2) спрогнозированы взаимодействия 7-нитробензофуразановых (НБД) производных аминокислот с белками малярийного плазмодия - протеазами и ферментами метаболизма жирных кислот FabZ, FabI и N-миристоилтрансферазой. Установлено, что производное пролина (НБДпро) демонстрировало наименьшие значения энергий связывания (Есв) в активных центрах вышеупомянутых ферментов. При помощи докинга спрогнозированы взаимодействия НБД-производных аминокислот с ферментами патогенных дрожжей – аспарильной протеазой Candida albicans и N-миристоилтрансферазами C. albicans и Aspergillus fumigatus: для данных структур НБДпро демонстрировало наименьшие Есв в. Синтезированы НБД-производные аминокислот пролина, глицина, глутаминовой кислоты, валина, триптофана и антибиотика ампициллина, а также тиогликолиевой кислоты. Экспериментально определены их масс-спектрометрические, спектрофотометрические и флуоресцентные свойства. Спрогнозировано сродство НБД-производных аминокислот к цитохромам Р450 млекопитающих CYP3A4 и CYP17A1, CYP11A1, CYP11B2 и CYP24. Определено, что НБД-производные аланина, пролина и глутаминовой кислоты превращаются дрожжами Yarrowia lipolytica с образованием нефлуоресцирующих продуктов. Определено, что НБД-производные аминокислот не превращаются при инкубации с эритроцитами человека и микросомами надпочечников быка, а также не вызывают гемолиз эритроцитов. Оценены перспективы дальнейших исследований НБД-производных аминокислот и практического использования полученных результатов. Область применения: фармакология, лабораторная медицинская диагностика.