Biomics

Для разработки эффективных и экологически-безопасных методов защиты культурных растений от насекомых-вредителей необходимо знание структуры гидролаз фитофагов и механизмов их взаимодействия с ингибиторами растений. Целью данной работы являлось компьютерное моделирование пространственной структуры альфа-амилазы колорадского жука, анализ влияния выявленных особенностей структуры на взаимодействие с белковыми ингибиторами, а также моделирование взаимодействия с ингибиторами амилаз из различных организмов. Методом компьютерного моделирования с использованием сервисов IntFOLD и NOMAD-Ref построена пространственная структура альфа-амилазы колорадского жука. Выявлено, что амилаза колорадского жука имеет отличия в структуре и физико-химических свойствах активного центра по сравнению с амилазой мучного хрущака, но не отличается в ходе главной цепи. Показано возможное влияние данных отличий на взаимодействие фермента с растительными ингибиторами – лектиноподобным ингибитором фасоли и ингибитором семейства RATI. С использованием сервиса CABS-dock проведено моделирование взаимодействия амилазы колорадского жука с полипептидными ингибиторами амилаз из различных видов растений, бактерий и актиномицет. Среди полученных структур наилучшими значениями свободной энергии комплекса обладали ноттиноподобный ингибитор амаранта и пуротиониноподобный ингибитор овса, наименее благоприятным является связывание амилазы колорадского жука с ингибиторами актинобактерии Thermopolyspora flexuosa и водного растения Alternanthera sessilis. Модельная структура ноттиноподобного ингибитора в комплексе с амилазой колорадского жука, в сравнении с известной структурой комплекса с амилазой мучного хрущака, имеет сходную укладку цепи, но значительно отличающуюся конформацию. Полученные в ходе исследования данные могут быть использованы для поиска новых эффективных ингибиторов амилаз колорадского жука и разработки экологически-безопасных способов защиты картофеля от насекомых-вредителей, в том числе с использованием генетической трансформации растений.