Взаимодействие белков с синтетическими и природными полиэлектролитами и влияние на него посттрансляционных модификаций

Электростатические взаимодействия играют важную роль во многих биологических процессах, поскольку они контролируют специфичность взаимодействия белков с другими заряженными полимерами. Значительное изменение локального заряда на поверхности белка может приводить к изменению пространственной структуры и функции белка. Целью данной работы было исследование взаимодействия белков с заряженными полимерами (полиэлектролитами, РНК, внутренне неупорядоченными белками) и влияния белковых посттрансляционных модификаций, ассоциированных с изменением локального заряда на поверхности белка, на это взаимодействие. Впервые была продемонстрирована универсальность подхода использования полиэлектролитов для подавления агрегации различных белков. В частности, было показано, что агрегация может быть подавлена одинаково заряженным полиэлектролитом. Взаимодействие белков с полиэлектролитами было изучено при помощи полноатомного молекулярного моделирования, благодаря чему была предложена модель взаимодействия, объясняющая экспериментальные данные. Было изучено влияние гликирования на структуру β-казеина и его взаимодействие с природными и синтетическими полиэлектролитами, что полезно для химии молочных продуктов, в частности для использования полимеров при стабилизации белков молока и предотвращении их агрегации. Показан различный характер влияния гликирования ГАФД на взаимодействие с полианионами РНК и α-синуклеином, что актуально для выяснения молекулярного механизма взаимосвязи между развитием нейродегенеративных заболеваний и сахарного диабета. Впервые было продемонстрировано, что фосфорилирование гирудина повышает его аффинность к тромбину, увеличивает антитромботическую активность и может быть использовано при разработке новых антикоагуляционных препаратов для снижения рисков побочных эффектов.