Наукові публікації університету

Computational Modeling and Molecular Dynamics Simulations of Mammalian Cytoplasmic Tyrosyl-tRNA Synthetase and Its Complexes with Substrates

Cytoplasmic tyrosyl-tRNA synthetase (TyrRS) is one of the key enzymes of protein biosynthesis. TyrRSs of pathogenic organisms have gained attention as potential targets for drug development. Identifying structural differences between various TyrRSs will facilitate the development of specific inhibitors for the TyrRSs of pathogenic organisms. However, there is a deficiency in structural data for mammalian cytoplasmic TyrRS in complexes with substrates. In this work, we constructed spatial structure of full-length Bos taurus TyrRS (BtTyrRS) and its complexes with substrates by using the set of computational modeling techniques. Special attention was paid to BtTyrRS complexes with substrates [L-tyrosine, K+ and ATP:Mg2+] and intermediate products [tyrosyl-adenylate (Tyr-AMP), K+ and PPi:Mg2+] with the different catalytic loop conformations. In order to analyze their dynamical properties we performed 100 ns of molecular dynamics (MD) simulations. MD simulations revealed new structural data concerning the tyrosine activation reaction in mammalian TyrRS. Formation of strong interaction between Lys154 and γ-phosphate suggests the additional role of CP1 insertion as an important factor for ATP binding. Presence of a potassium-binding pocket within the active site of mammalian TyrRS compensates missing the second lysine in the KMSKS motif. Our data provide new details concerning a role of K+ ions at different stages of the first step of the tyrosylation reaction, including the coordination of substrates and involvement in the PPi releasing. The results of this work suggest that differences between ATP-binding sites of mammalian and bacterial TyrRSs are meaningful and could be exploited in the drug design.

ID: 167808
Кількість показів: 194
дата змінення: 04.12.2017 15:32:02
Ким змінено (ім'я): (ivt5) Олександр Дудченко
Вид роботи:  Наукова публікація
Тип роботи:  Наукова стаття
Кількість сторінок:  17
Рік видання:  2017
Звітний рік:  2017
Видання:  Journal of Biomolecular Structure and Dynamics
Том:  35
Випуск, частина:  13
Номери сторінок:  2772-2788
Галузь науки:  Міждисциплінарні науки
Автори,співробітники Університету:  Корнелюк Олександр Іванович
Автори,студенти та аспіранти Університету:  Микуляк Василь Васильович
Кількість недоданих авторів:  3
Кафедра / Відділ:  Кафедра молекулярної біології, біотехнології та біоінформатики / НДЛ Хіміко-біологічні методи дослідження матеріалів
№ теми: 
Посилання на статтю (посилання на рецензію в журналі (для монографій):  http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/07391102.2016.1235512?journalCode=tbsd20
Ключові слова:  Aminoacyl-tRNA synthetase, ATP, KMSKS, molecular modeling and dynamics, docking, MolDynGrid,
Опубліковано за рішенням Вченої ради:  ні
Інститут/Факультет:  Інститут високих технологій

Повернення до списку

Вгору