Основные биологические функции клетки реализуются посредством взаимодействия внеклеточного стимула с рецептором на поверхности клетки и передачи сигналов внутрь и внутри клетки. Клетки получают сигналы от  микроокружения, которые воздействуют на рост, подвижность, дифференцировку, стимулируют апоптоз. Микроокружение воздействует на экспрессию генов в опухолях, генерируя сигналы, которые могут исходить как напрямую из взаимодействий клетка – клетка, так и от растворимых факторов роста или цитокинов. При нарушении в каскадах клеточной сигнализации зачастую возникает патологический процесс, способный  вызывать бесконтрольный рост и деление клеток с формированием опухолевой ткани. Понимание процессов передачи сигнала в клетке дает возможность разработки стратегий, специфически направленных на определенные рецепторы или ферменты пути передачи сигналов с целью их блокирования. Как известно, неконтролируемое клеточное деление лежит в основе формирования большинства видов опухолей [1].
Начальным звеном стимуляции является мембранные рецепторы, воспринимающие сигнал и запускающие каскад внутриклеточных реакций, который приводит к клеточному делению.  Примером может служить стимуляция EGFR (рецептора эпидермального фактора роста) самим EGF (эпидермальным фактором роста). Результат такой активации – пролиферативная активность клетки. Этот сигнальный каскад тесно связан с Ras-белками, сопряженными с Ras/MAPK (митогенактивируемой протеинкиназой). Ингибирование этого пути на любом уровне является весьма перспективным способом воздействия на формирование опухоли.  В свете вышесказанного наиболее интересным для изучения является сигнальный путь Ras/MAPK. Фосфорилирование является одной из самых распространенных посттрансляционных модификаций белков, влияющей на их третичную структуру и функции, которое катализируется протеинкиназами (ПК). МАР киназы также относятся к этой группе белков. Основным элементом всех митогенактивируемых протеинкиназных внутриклеточных путей принято считать трехкомпонентный протеинкиназный каскад. Внутри этого  компонента сигнальных путей MAPK протеинкиназы фосфорилируются и активируются протеинкиназами МКК (MAPK Kinase)/MAPKK, которые имеют двойную специфичность и могут фосфорилировать как тирозиновые, так и треониновые остатки. А МКК, в свою очередь, авто фосфорилируются и активируются серинтреониновыми протеин киназами МККК (MAPK Kinase Kinase)/MAPKKK [2]. 
Основные понятия, используемые при описании передачи внутриклеточных сигналов являются мишень и лиганд. Мишень – это макромолекулярная биологическая структура предположительно связанная с определенной функцией, нарушение которой приводит к заболеванию и на которую необходимо совершить определенное воздействие. Наиболее часто встречающиеся мишени – это рецепторы и ферменты. Лиганд  – это химическое соединение (как правило, низкомолекулярное), специфически взаимодействующее с мишенью (блокирует или активирует ее) и тем или иным образом модифицирующее клеточный ответ, создаваемый мишенью. В качестве стартового набора лигандов, исследуемых на способность связываться с мишенью, обычно используют так называемые библиотеки соединений, либо поставляемые на коммерческой основе специализирующимися на этом компаниями, либо содержащиеся в арсенале фармацевтической компании, проводящей разработку нового лекарства или заказавшей его у сторонней фирмы. Главной задачей на этом этапе исследования является выявление соединений, способных после дальнейшей модификации, оптимизации и тестирования дать «кандидата» –  соединение или класс соединений, предназначенного для тестирования в доклиническом и клиническом уровнях.
Этот первый этап осуществляется с помощью скрининга (in vitro) или его компьютерного (in silico) аналога – высокопроизводительного докинга. При таком докинге в качестве стартовой информации используется трехмерная структура белка, и структура лиганда, конформационная подвижность и взаиморасположение с рецептором которого моделируется в процессе докинга. Результатом докинга является конформация лиганда, наилучшим образом взаимодействующая с белковым сайтом связывания, с точки зрения оценочной функции докинга (scoring functions). Использование докинга позволяет сократить затраты средств и времени. Виртуальный докинг проводится во многих лабораториях, при этом используется специализированное программное обеспечение. Наиболее часто в литературе цитируют использование программы AutoDock (примерно в 27% литературы по докингу). Эта программа предназначена для проведения лиганд-белкового докинга с помощью генетического алгоритма, является доступной по лицензии GNU GPL для образовательных учреждений и полностью учитывает конформационную подвижность лигандов и гибкость боковых цепей аминокислотных остатков белковой молекулы [3].
Для решения задач докинга предполагается использование моделей белковых молекул, находящихся в базах данных on-line. В работе использована база данных NCBI RCSB для получения структуры MEK киназы (файл 1S9J.pdb), созданного на основе рентгеноструктурного анализа J. F. Ohren, H. Chen at al. Вместе с этим использовалась библиотека ксантновых лигандов, полученная  из института Хормел, США. Для докинга применялась программа AutoDock на использование которой имеется официальная лицензия для СибГМУ.
В качестве итоговых результатов нами использованы показатели энергии байндинга индивидуальной конформации (показывает силу взаимодействия данной конформации ксантина с молекулой рецептора) и средняя энергия байндинга молекулы ксантина (энергия, к которой стремится энергия связи лиганда с рецептором при различных их конформациях). По предварительным подсчетам проведенного докинга  библиотеки , состоящей из 50 ксантинов в пустой карман MEK, были получены результаты, говорящие о том, что лиганд теобромин (3,7-диметилксантин) обладает максимальной энергией связывания  (-4,29) в своей конформации №5 при лучшей средней энергии, рассчитанной по 10 конформациям.
Однако среди других ксантинов имеется кандидат из библиотеки ксантинов (1-гексил-3-этилксантин) у которого энергия связывания в конформации №2 выше, чем у теобромина
(-4,21), что можно считать значимым для связывания данного лиганда, но в других конформациях у него наблюдается более низкая энергия байндинга, при этом средняя энергия по всем конформациям (Еср=-5,73) говорит о его низкой возможности принять искомую конформацию. Это говорит о том, что теобромин является лучшим кандидатом по сравнению с 1-гексил-3-этилксантином.
При анализе полученных результатов выяснено, что ряд ксантинов  из использованной библиотеки: теобромин; 1,3,7-триметилксантин (кофеин), 3-метилксантин, 3-этилксантин и 7-метилксантин имеют высокую среднюю энергию связывания (Еср>-4,6), что позволяет  рекомендовать их в качестве кандидатов для ингибирования сигнального пути на уровне МЕК киназы для тестирования в лабораторных условиях in vitro и  in vivo. Настоящее исследование показало, что практическое  использование программы AutoDock для подобного типа исследований является обоснованным и доступным для реализации в учебном процессе и для решения научных задач.

Список литературы
1. Клочков, С. Г. Ингибиторы сигнальных путей на основе природных соединений и направленная терапия рака / С. Г. Клочков, С. О. Бачурин, Н. С. Зефиров // Новые лекарственные средства: успехи и перспективы. – Уфа. – 2005. – С. 7 – 8
2. Потехина, Е. С. Митоген-активируемые протеинкиназные каскады / Е. С. Потехина, Е. С. Надеждина // Успехи биологической химии. – 2002. – №42. – С. 236 – 253 
3. Automated docking of ligands to antibodies: methods and applications / C. A. Sotriffer, W. Flader, R. H. Winger, et al. // Methods: A Companion to Methods in Enzymology. – 2000. – N20. – P. 280 – 291.