Role of structural dynamics at the receptor G protein interface for signal transduction

GPCRs catalyze GDP/GTP exchange in the α-subunit of heterotrimeric G proteins (Gαßγ) through displacement of the Gα C-terminal α5 helix, which directly connects the interface of the active receptor (R*) to the nucleotide binding pocket of G. Hydrogen-deuterium exchange mass spectrometry and kinetic analysis of R* catalysed G protein activation have suggested that displacement of α5 starts from an intermediate GDP bound complex (R*•GGDP). To elucidate the structural basis of receptor-catalysed displacement of α5, we modelled the structure of R*•GGDP. A flexible docking protocol yielded an intermediate R*•GGDP complex, with a similar overall arrangement as in the X-ray structure of the nucleotide free complex (R*•Gempty), however with the α5 C-terminus (GαCT) forming different polar contacts with R*. Starting molecular dynamics simulations of GαCT bound to R* in the intermediate position, we observe a screw-like motion, which restores the specific interactions of α5 with R* in R*•Gempty. The observed rotation of α5 by 60° is in line with experimental data. Reformation of hydrogen bonds, water expulsion and formation of hydrophobic interactions are driving forces of the α5 displacement. We conclude that the identified interactions between R* and G protein define a structural framework in which the α5 displacement promotes direct transmission of the signal from R* to the GDP binding pocket

ПІДХІД ЩОДО ФОРМУВАННЯ РЕКОМЕНДАЦИЙ ДЛЯ ПРИЙНЯТТЙ ОБГРУНТОВАНИХ РІШЕНЬ ОПЕРАТОРОМ ПРИ ДИСТАНЦІЙНОМУ УПРАВЛІННІ БЕЗПІЛОТНИМ ЛІТАЛЬНИМ АПАРАТОМ

The article considers the system of remote control of UAV. The task of forming teams in remote control is logical and analytical, the development of common rules for determining the program, flight parameters under uncertainty is difficult to solve. Insufficient degree of adaptability to external conditions and the impossibility of forming control signals on board the UAV on the basis of incomplete, inaccurate initial information, despite the sufficient level of solving settlement problems, negatively affects the quality of the solution of a given task. It is proposed to increase the efficiency of solving the tasks of intelligence, target identification, correction of artillery fire, assessment of the impact of the use of the intellectual decision support system (DSS). At the heart of the functioning of intellectual DSS is the procedure of matching the current and reference image with the subsequent formation of recommendations to the operator for the management of UAV. The use of a structurally-linguistic approach is proposed, when each object in an image after coding represents a certain structure of the "linguistic" type. After reconciling the reference and current images as a result of the logical output in the production model of presentation of knowledge formed recommendations to the operator.В статье рассматривается система дистанционного управления БЛА. Задача формирования команд при дистанционном управлении носит логико-аналитический характер, выработка единых правил определения программы, параметров полета в условиях неопределенности является трудноразрешимой задачей. Недостаточная степень адаптивности к внешним условиям и неспособность выработки сигналов управления на борту БЛА на основе неполной, неточной исходной информации, несмотря на достаточный уровень решения расчетных задач, негативно сказывается на качестве решения поставленной задачи. Предлагается для повышения эффективности решения задач разведки, целеуказания, корректировки артиллерийского огня, оценки результатов ударов использование интеллектуальной системы поддержки принятия решений (СППР). В основе функционирования интеллектуальной СППР лежит процедура сопоставления текущего и эталонного изображения с последующим формированием рекомендаций оператору по управлению БЛА. В основе системы предложено использование структурно-лингвистического подхода, когда каждый объект на изображении после кодирования представляется некоторой структурой «языкового» типа. После совмещения эталонных и текущих изображений в результате логического вывода в продукционной модели представления знаний формируются рекомендации оператору.В статті розглядається система дистанційного управління БЛА. Задача формування команд при дистанційному управлінні носить логіко-аналітичний характер, розробка єдиних правил визначення програми, параметрів польоту в умовах невизначеності є складнорозв’язуємим завданням. Недостатня ступінь адаптивності до зовнішніх умов та неможливість формування сигналів управління на борту БЛА на основі неповної, неточної вихідної інформації, незважаючи на достатній рівень вирішення розрахункових задач, негативно впливає на якість вирішення заданого завдання. Пропонується для підвищення ефективності вирішення завдань розвідки, цілеуказання, корекції артилерійського вогню, оцінки результатів удару використання інтелектуальної системи підтримки прийняття рішень (СППР). В основі функціонування інтелектуальної СППР лежить процедура сопоставлення поточного та еталонного зображення з подальшим формуванням рекомендацій оператору по управлінню БЛА. Запропоновано використання структурно-лінгвістичного підходу, коли кожен об'єкт на зображенні після кодування представляє собою деяку структуру "мовного" типу. Після узгодження еталонних та поточних образів в результаті логічного виведення в продукційній моделі представлення знань формуються рекомендації оператору