DOI: 10.17586/2226-1494-2016-16-4-716-724


УДК541.64:539.2

МОЛЕКУЛЯРНО-ДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЛИЗИНОВОГО ДЕНДРИМЕРА И ПЕПТИДОВ СЕМАКС

Попова Е.В., Шавыкин О.В., Неелов И.М., Лирмэйкерс Ф.


Читать статью полностью 
Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования: Попова Е.В., Шавыкин О.В., Неелов И.М., Лирмэйкерс Ф. Молекулярно-динамическое моделирование взаимодействия лизинового дендримера и пептидов Семакс // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2016. Т. 16. № 4. С. 716–724. doi: 10.17586/2226-1494-2016-16-4-716-724

Аннотация

Методами молекулярного моделирования исследована возможность образования комплекса между терапевтическими пептидами Семакс и дендримером. Дендримеры часто применяются для доставки лекарственных препаратов и биологических молекул (например, ДНК, пептидов и полисахаридов). Поскольку лизиновые дендримеры менее токсичны, чем обычные синтетические дендримеры (например, полиамидоаминовый (ПАМАМ) дедример), мы выбрали именно их и изучили две системы, содержащие этот дендример и различное число пептидов Семакс. Изучение проводилось с помощью метода молекулярной динамики.  Получено, что в обоих случаях образуются устойчивые комплексы. Исследованы равновесные структуры этих комплексов. Эти комплексы могут быть использованы в будущем в терапии различных заболеваний, поскольку пептиды Семакс оказывают значительное антиоксидантное, антигипоксическое и нейропротекторное действие.


Ключевые слова: лизиновые дендримеры, пептиды Семакс, компьютерное моделирование, метод молекулярной динамики

Благодарности. Работа выполнена с использованием ресурсов суперкомпьютерного комплекса МГУ имени М.В. Ломоносова. Работа выполнена при поддержке гранта Правительства РФ 074-U01 и грантов РФФИ 16-03-00775 и 15-33-20693mol_a_ved.

Список литературы

1. Buhleier E, Wehner W, Vögtle F. “Cascade”- and “nonskid-chain-like” synthesis of molecular cavity topol-ogies // Synthesis. 1978. V. 9. N 2. P. 155–158.
2. Abbasi E., Aval S.F., Akbarzadeh A., Milani M., Nasrabadi H.T., Joo S.W., Hanifehpour Y., Nejati-Koshki K., Pashaei-Asl R. Dendrimers: synthesis, applications, and properties // Nanoscale Research Letters. 2014. V. 9. N 1. P. 247. doi: 10.1186/1556-276X-9-247
3. Alder B.J., Wainwright T.E. Molecular dynamics by electronic computers // Proc. International Symposium on Transport Processes in Statistical Mechanics. Brussel, 1956. P. 97–131.
4. Verlet L. Computer “experiments” on classical fluids. I. Thermodynamical properties of Lennard-Jones molecules // Physical Review. 1967. V. 159. N 1. P. 98–103. doi: 10.1103/PhysRev.159.98
5. Stillinger F.H., Rahman A. Molecular dynamics study of temperature effects on water structure and kinetics // The Journal of Chemical Physics. 1972. V. 57. N 3. P. 1281–1292.
6. Балабаев Н.К., Гривцов А.Г., Шноль Э.Э. Численное моделирование движения молекул: Препринт ИПМ. Москва, 1972. 38 с.
7. Неелов И.М. Уравнения движения и времена релаксации цепной макромолекулы. Дипломная работа. Ленинград, ЛГУ, 1974.
8. Ryckaert J.P., Ciccotti G, Berendsen H.J.C Numerical integration of Cartesian equations of motion of a systems with constraints-molecular dynamics of n-alkanes // Journal of Computational Physics. 1977. V. 23. N 3. P. 327–341. doi: 10.1016/0021-9991(77)90098-5
9. Hess B., Kutzner C., Van Der Spoel D., Lindahl E. GROMACS 4: Algorithms for highly efficient, load-balanced, and scalable molecular simulation // Journal of Chemical Theory and Computation. 2008. V. 4. N 3. P. 435–447. doi: 10.1021/ct700301q
10. Hornak V., Abel R., Okur A., Strockbine D., Roitberg A., Simmerling C. Comparison of multiple amber force fields and development of improved protein backbone parameters // Proteins: Structure Function and Genetics. 2006. V. 65. N 3. P. 712–725. doi: 10.1002/prot.21123
11. Неелов И.М., Маркелов Д.А., Фалькович C.Г., Ильяш М.Ю., Округин Б.М., Даринский А.А. Матема-тическое моделирование лизиновых дендримеров. Температурные зависимости // Высокомолекуляр-ные соединения. Серия А. 2013. Т. 55. № 7. С. 963–970. doi: 10.7868/S0507547513050115
12. Falkovich S., Markelov D., Neelov I., Darinskii A. Are structural properties of dendrimers sensitive to the symmetry of branching? Computer simulation of lysine dendrimers // Journal of Chemical Physics. 2013. V. 139. N 7. Art. 064903. doi: 10.1063/1.4817337
13. Neelov I., Falkovich S., Markelov D., Paci E., Darinskii A., Tenhu H. Molecular dynamics of lysine dendrimers. Computer simulation and NMR / In: Dendrimers in Biomedical Applications. London, Royal Society of Chemistry, 2013. P. 99–114.
14. Neelov I.M., Janaszewska A., Klajnert B., Bryszewska M., Makova N., Hicks D., Pearson H., Vlasov G.P., Ilyash M.Yu., Vasilev D.S., Dubrovskaya N.M., Tumanova N.L., Zhuravin I.A., Turner A.J., Nalivaeva N.N. Molecular properties of lysine dendrimers and their interactions with -peptides and neuronal cells // Current Medical Chemistry. 2013. V. 20. N 1. P. 134–143. doi: 10.2174/09298673130113
15. Неелов И.М., Мистонова А.А., Хватов А.Ю., Безродный В.В. Молекулярно-динамическое моделиро-вание пептидных полиэлектролитов // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2014. № 4 (92). С. 169–175.
16. Markelov D.A, Falkovich S.G., Neelov I.M., Ilyash M.Yu, Matveev V.V, Lahderanta E., Ingman P. Darinskii A.A. Molecular dynamics simulation of spin-lattice NMR relaxation in poly-L-lysine dendrimers. Manifestation of the semiflexibility effect // Physical Chemistry and Chemical Physics. 2015. V. 17. P. 3214–3226. doi: 10.1039/c4cp04825c
17. Воеводин Вл.В., Жуматий С.А., Соболев С.И., Антонов А.С., Брызгалов П.А., Никитенко Д.А., Сте-фанов К.С., Воеводин Вад.В. Практика суперкомпьютера "Ломоносов" // Открытые системы. СУБД. 2012. № 7. С. 36–39.
 



Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2019 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика