С помощью метода молекулярной динамики проведена оценка стабильности кластера-прекурсора (гексамера) кристалла термолизина в широком диапазоне температур (10–90°C). Результаты моделирования показали, что с увеличением температуры стабильность гексамера в целом снижается, однако гексамер не распадается ни при одной из рассмотренных температур. При 60°C обнаружено повышение стабильности гексамера. Это значение близко к температуре максимальной ферментативной активности термолизина (70°C). Исходя из анализа результатов предположено, что кристаллизацию термолизина возможно провести при 60°C.
В кристаллизационных условиях смоделирована молекулярная динамика двух типов октамеров лизоцима в крупнозернистом силовом поле MARTINI. Сравнительный анализ полученных результатов с данными моделирования этих же октамеров в полноатомном поле Amber99sb-ildn показал, что октамер А демонстрирует бóльшую стабильность по сравнению с октамером В в обоих силовых полях. Таким образом, результаты моделирования молекулярной динамики октамеров с помощью обоих силовых полей согласуются. Несмотря на ряд различий в поведении белка в разных полях, они не влияют на справедливость данных, полученных с помощью MARTINI. Это подтверждает применимость силового поля MARTINI для изучения кристаллизационных растворов белков.
При помощи методов иммуноинформатики и молекулярной динамики рассчитана субъединичная вакцина против вируса африканской чумы свиней (АЧС). Смоделирована трехмерная структура выбранного иммуногенного белка вируса АЧС – CD2v, предсказана его топология относительно мембраны. Предсказаны B- и Т-клеточные эпитопы для надмембранной части CD2v, проведена оценка их иммуногенности, аллергенности и токсичности. Для разработки субъединичной вакцины выделен наименее вариабельный участок на основе анализа консервативности предсказанных эпитопов. Для выбранного надмембранного участка методами молекулярной динамики проведены расчеты его стабильности в водно-солевом растворе и показана его структурная стабильность. Методом иммуномоделирования показано, что разработанная вакцина-кандидат способна вызывать стойкий иммунный ответ и не приводит к цитокиновому шторму.
На основе анализа надмембранных доменов капсидного белка вируса лихорадки Денге спроектирован прототип вакцины против данного вируса. Для предсказания структуры эпитопов с помощью нейронной сети AlphaFold2 смоделированы пространственные структуры доменов. В результате моделирования молекулярной динамики вакцин-кандидатов с использованием программного пакета Gromacs-2023 показано сохранение структурной стабильности всех исследуемых субдоменов. С помощью программы C-IMMSIMM предсказана способность вакцины-кандидата вызывать выраженный первичный и устойчивый вторичный клеточный иммунный ответ.
Вирус африканской чумы свиней (АЧС) остается глобальной угрозой для свиноводства, наносящей значительный экономический ущерб. Проведено теоретическое сравнение субъединичных вакцин-кандидатов на основе капсидного белка CD2v вируса АЧС. С использованием методов иммуноинформатики и молекулярно-динамического моделирования проведена оценка трех надмембранных субдоменов CD2v. Результаты демонстрируют, что все кандидаты нетоксичны, неаллергенны и способны индуцировать устойчивый иммунный ответ, включая длительную продукцию антител. Субдомен А выделен как наиболее перспективный благодаря высокой иммуногенности, несмотря на потенциальные сложности в экспрессии в Escherichia coli. Иммуномоделирование подтвердило активацию как первичного, так и вторичного иммунного ответа, а анализ структурной стабильности показал надежность кандидатов в физиологических условиях. Исследование представляет теоретическую основу для дальнейшей экспериментальной разработки субъединичных вакцин против вируса АЧС, сочетающих безопасность и эффективность.
Индексирование
Scopus
Crossref
Высшая аттестационная комиссия
При Министерстве образования и науки Российской Федерации