Аденозиновый рецептор (АР) типа A2B экспрессируется многими иммунными клетками и опосредует развитие и поддержание хронического воспаления при бронхиальной астме. В связи с этим АР типа A2B рассматривается как мишень при терапии бронхиальной астмы. Моделирование взаимодействия АР с его лигандами может послужить основой для разработки новых фармацевтических средств, для которых мишенями будут являться АР типа A2B [1].

Целью исследования было выявить, с какими аминокислотами лиганд-связывающего центра АР подтипа A2B (дикого типа и двух мутантных форм) преимущественно взаимодействуют 9 активаторов и 15 ингибиторов.
Для анализа особенностей взаимодействия данного рецептора с различными активаторами и ингибиторами применялось компьютерное моделирование.

Созданы компьютерные модели аденозинового рецептора типа A2B и двух его мутантных форм в программе Modeller на основе аминокислотной последовательности рецептора типа A2B человека дикого типа, которая опубликована в открытом доступе в банке данных NCBI, ID: NP 000667.1 [2]. Первая из созданных в ходе данного исследования моделей содержит в своей основе аминокислотную последовательность АР типа A2B дикого типа. Вторая модель представляет собой измененную аминокислотную последовательность. В ней все аминокислотные остатки лизина заменены на остатки аргинина. Решение проанализировать такую модель обосновано тем, что лизин играет важную роль в ковалентной модификации белка, что, в свою очередь, влияет на конформацию лиганд -связывающего центра. Третья модель также представляет собой измененную аминокислотную последовательность. Замены введены в третью внутриклеточную петлю, так как существует мнение, что именно этот участок важен для взаимодействия рецептора с нижестоящими сигнальными белками. Шаблоном для построения всех 3 моделей АР подтипа Аж послужила трехмерная компьютерная модель аденозинового рецептора подтипа А2А, содержащаяся в pdb-файле 3eml.pdb. Файл находится в свободном доступе на сайте молекулярного банка данных RCSB PDB [3]. 9 активаторов и 15 ингибиторов АР типа A2B были построены при помощи программы ChemSketch. Далее на основании полученных моделей был произведен расчет лиганд-рецепторных взаимодействий в программе AutoDock 4.0 [4] с использованием суперкомпьютера СКИФ-Киберия. Статистическая обработка полученных данных была произведена при помощи программы SPSS 11.5. Для выявления закономерностей в образовании водородных связей между лигандами и аминокислотами рецептора использовались таблицы сопряженности [5]. Для определения достоверностей различий частот взаимодействия лигандов и рецепторов использовали односторонний точный критерий Фишера.
Внесение мутации первого типа не привело к статистически значимым различиям в образовании водородных связей в лиганд-связывающем центре рецептора.

Единственное статистически значимое внесения мутации второго типа - отсутствие связывания с Ile67. Действительно, ни одна из произведенных аминокислотных замен не затронула лиганд-связывающий центр. Вероятно, смена аминокислот вне лиганд-связывающего центра, тем не менее, слегка изменила его конформацию в аллостерической манере, приведя к изменению характера связывания лигандов с аминокислотой Ile67.
Одна из замен, Lys269—Arg269, характерная для мутации второго типа, затронула лиганд-связывающий центр. Однако такая замена не привела к изменению связывания с остатком Arg269, вероятно, по причине того, что положительно заряженная аминокислота была заменена также на положительно заряженную.

Данное исследование на впервые созданной компьютерной модели АР типа A2B выявило, что внесение аминокислотных замен в третью внутриклеточную петлю потенциально способно приводить к нарушению связывания с аминокислотой Ile67 в лиганд-связывающем центре.