ПРИОННЫЕ БОЛЕЗНИНЕЙРОДЕГЕНЕРАТИВНЫЕ БОЛЕЗНИэнцефалопатияПОЧВ

Шапиро, М. А.

Шапиро, Ю. О.

Electronic arhive of Vitebsk State Medical University Library  (Репозиторий библиотеки Витебского государственного медицинского университета)

1МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬУО «ВИТЕБСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОРДЕНА ДРУЖБЫ НАРОДОВ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»ВИТЕБСК - 2014 г.ДОСТИЖЕНИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ,КЛИНИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЫ И ФАРМАЦИИМатериалы 69-ой научной сессии сотрудников университета29-30 января 2014 года2УДК 616+615.1+378ББК 5Я431+52.82я431Д 70Редактор:Профессор, доктор медицинских наук В.П. ДейкалоЗаместитель редактора:доцент, кандидат медицинских наук С.А. СушковРедакционный совет:Профессор В.Я. Бекиш, профессор Г.Н. Бузук, профессор С.Н. Занько, профессор В.И. Козловский, профессор Н.Ю. Коневалова, д.п.н. З.С. Кунцевич, д.м.н. Л.М. Немцов, профессор В.П. Подпалов, профессор М.Г. Сачек, профессор В.М. Семенов, доцент Ю.В. Алексеенко, доцент С.А. Кабанова, доцент Л.Е. Криштопов, доцент С.П. Кулик, ст. преп. Л.Н. Каныгина.ISBN 978-985-466-694-5Представленные в рецензируемом сборнике материалы посвящены проблемам биологии, медицины, фармации, организации здравоохранения, а также вопросам социально-гуманитарных наук, физической культуры и высшей школы. Включены статьи ведущих и молодых ученых ВГМУ и специалистов практического здравоохранения.УДК 616+615.1+378ББК 5Я431+52.82я431ISBN 978-985-466-694-5    © УО “Витебский государственный       медицинский университет”, 201462синдром (22,12±4,07%), в основном у детей до трех лет. Наиболее частыми осложнениями аденовирус-ной инфекции на современном этапе являются: об-структивный бронхит, возникающий, как правило, у детей до года; ларинготрахеит, встречающийся у детей от года до семи лет; пневмонии, возникают преимущественно у детей старше года.Литература:1. Жданов, В. М. Общая и частная вирусология: руководство : в 2 т. /  под ред. В. М. Жданова, С. Я. Гайдамович ; Акад. мед. наук СССР. - М. : Медици-на, 1982 - Т. 22. Аденовирусная и респираторно-синцити-альная инфекции у взрослых: клинико-иммуно-логическая характеристика / Ю. А. Климова [и др.] // Актуальные вопросы инфекц. патологии: материалы междунар. Евро-Азиатского конгр. по инфекц. болезням. – Витебск, 5-6 июня 2008. –  С. 92–93.КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ ПОЧВЫ НА СТАБИЛЬНОСТЬ PrPSc.Шапиро М.А., Шапиро Ю.О.УО «Белорусский государственный университет»,УО «Витебский государственный медицинский университет»Актуальность. Прионные заболевания, или трансмиссионные губчатые энцефалопатии, явля-ются смертельными нейродегенеративными забо-леваниями, которым подвержены жвачные живот-ные и люди (болезнь Кройцфе́льдта-Я́коба, заболе-вание – куру и д.р.) [1].Возбудителем прионных заболеваний является PrPSc. Согласно прионной теории, PrPSc - это непра-вильно упакованные изоформы нормального кле-точного прионного белка (PrPc), присутствующего у всех восприимчивых видов.Молекулы прионов, PrPSc , при попадании в тка-ни мозга способны вызывать изменения в структуре PrPc, что приводит к появлению новых копий PrPSc и тем самым инициируют распространение прионных частиц и вызывают заболевание. В литературе суще-ствуют данные, что одним из источников заражения прионами может оказаться почва [2].Цели и задачи. Целью данного исследования было, пользуясь методами компьютерного модели-рования, изучить влияние взаимодействия органи-ческих веществ почвы на стабильность и свойства прионных молекул.Материал и методы. Мы изучили взаимодей-ствия молекулы приона – человеческий прион - human prion protein (hPrP) с одной из гуминовых кислот – фульвовой кислотой – fulvic acid (FA).Нами была проведена нереакционная сравни-тельная симуляция молекулярной динамики в си-стеме “прион - фульвовая кислота”. Все вычисле-ния и последующие анализы проводились с помо-щью пакета программ для молекулярной динамики GROMACS версии 4.6.2 (force field – OPLS-AA). Мо-лекула приона растворялась в созданной сольвата-ционной коробке размером 8х8х8 нм, в качестве растворителя использовались молекулы воды 3-x сайтового типа. Затем в систему добавляли полно-стью протонированные молекулы кислоты и ионы Na+ для компенсации зарядов на карбоксильных группировках молекул кислот и белка. Далее про-водили минимизацию свободной энергии системы и проводили два типа выравнивания системы:Концентрации кислот были различными: от 6.25х10-5М до 5х10-4М, молекула белка во всех си-стемах была одна. Затем мы запускали симуляцию молекулярной динамики длительностью в 1х10-8с. После симуляции мы проводили анализ результа-тов по следующим показателям:Визуализация полученных данных произво-дилась с помощью программного обеспечения – Visual Molecular Dynamics (VMD).Результаты и обсуждение. Нами было создано 4 системы, содержащих 1, 2, 4, 8 молекул FA и одну систему не содержащую кислоту (контроль). Сле-довательно, концентрации FA в системах были рав-ны 6.25х10-5М, 1.25х10-4М, 2.5х10-4М, 5х10-4М и 0М соответственно.RG-анализ показал, что добавление FA в среду ведёт к изменению структуры молекулы, несколько понижая её компактность, однако была выявлена тенденция для всех 4 систем, содержащих FA к вы-равниванию под конец симуляции. Это может сви-детельствовать о том, что необходимы более про-должительные симуляции для выявления влияния FA на структуру hPrP. Также  можно предположить, что концентрация FA в системе не влияет на сте-пень изменения структуры белка.RMSF-анализ показал, что только присутствие в среде концентрации FA, равной 5х10-4М ведёт к изменениям в термодинамических свойствах моле-кулы hPrP, остальные же концентрации не влияют на белок.С помощью RMSD-анализа удалось выявить тенденцию к увеличению среднего квадратичного отклонения с течением времени, что может свиде-тельствовать об уменьшении компактности всей системы.Анализ количества водородных связей, обра-зовавшиеся между молекулами FA и hPrP) обна-ружил, что наибольшее количество их достигается в системе с концентрацией FA 5х10-4М (6 HB). Это может свидетельствовать о том, что на поверх-ности молекулы белка существует довольно мало участков, которые могут образовывать HB, в связи с этим при наличии 8 молекул FA возникает конку-ренция за эти участки, что приводит к уменьшению 63общего количества связей, а также и к более актив-ному изменению конформации белковой молеку-лы, что также подтверждается результатами RMSD.Дальнейший SSh анализ, проведенный только для одной системы – системы содержащей 8 моле-кул FA, показал, что при добавлении FA в систему, сольватационная оболочка вокруг системы hPrP-FA многим больше, чем при анализе контрольной системы. Этот результат можно объяснить следующим образом. Молекула hPrP имеет много гидрофоб-ных участков, уменьшают её растворимости. При добавлении в среду FA, молекулы кислоты, видимо, экранируют эти участки, повышая растворимость всей системы в целом.Для проверки этой гипотезы мы провели ещё один анализ – анализ количества гидрофобных вза-имодействий (только для системы с концентрацией FA  5х10-4М). При сопоставлении его с HB- анализом, можно заметить районе 6 нс, что количество гидро-фобных связей растёт, в то время как у контрольной системы уровень сольватационной оболочки резко падает, чего не происходит в системе с 8 FA.Выводы:1. Добавление FA к hPrP некоторым образом влияют на его структуру и образуют отдельную хи-мическую систему.2. Степень этого влияния зависит от концентра-ции FA, наиболее выраженное влияние из тестиро-ванных имеет система с 8 молекулами FA.3. FA уменьшают “компактность” молекулы приона.4. Наиболее значимыми, по нашему мнению, яв-ляются результаты анализов, показывающие влия-ние FA на растворимость hPrP, что может иметь в дальнейшем большую значимость для борьбы с рас-пространением данной инфекционной частицы.5. Полученные результаты указывают на необ-ходимость дальнейших исследований и проведе-ния более точных экспериментов.Литература:1. An introduction to prion biology and diseases / Prion Biology and Diseases. – Cold Spring Harbor: Cold Spring Harbor Laboratory Press. – 2-ed. – P. 1–89.2. Saunders, S. E. Soil-mediated prion trans- mission: is local soil-type a key determinant of prion incidence? / S. E. Saunders, J. C. Bartz, Bartelt- S.L.Hunt // Chemosphere. – 2012. – Vol. 87. – P.  661–667.

Компьютерное моделирование влияния органических веществ почвы на стабильность PrPSc

http://elib.vsmu.by/bitstream/handle/123/4026/dos%2069%202014%2062-63.pdf?sequence=1&isAllowed=y

Компьютерное моделирование влияния органических веществ почвы на стабильность PrPSc

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic arhive of Vitebsk State Medical University Library (Репозиторий библиотеки Витебского государственного медицинского университета)