Эта работа опубликована в сборнике статей по материалам 70-й Юбилейной итоговой научной студенческой конференции им. Н.И. Пирогова (г. Томск, 16-18 мая 2011 г.), под ред. В. В. Новицкого, Л. М. Огородовой. − Томск: Сибирский государственный медицинский университет, 2011. − 430 с.

 

Скачать сборник (формат MS Word, 7,3 мб)

Посмотреть основную информацию о сборнике, обложку и т.д.

 

Актуальность. Все население Сибири условно можно разделить на три группы: коренное, коренное пришлое и иммигранты настоящего времени. Часто население задействовано в нефтегазодобывающей промышленности и непосредственно контактирует с контаминантами нефтегазопромыслов. При этом реакция на такое воздействие у разных групп населения севера Западной Сибири различна.

По литературным данным нефть содержит в своем составе четыре SARA-фракции - насыщенные (S), ароматические(A), смолы (R) и асфальтены (A), состав которых позволяет предполагать непосредственное взаимодействие компонентов нефти с белками системы биотрансформации [3].

Метаболизм ксенобиотиков ферментзависимый процесс, а основными ферментами метаболизма токсичных промышленных веществ являются ферменты цитохрома Р450 CYP. Цитохром Р450 - общее название ферментов семейства Р450, которые являются мембранными белками [1].

Характерной особенностью фермента CYP1A1 является его способность окислять плоские молекулы полициклических ароматических углеводородов в закрытых конфирмационных позициях. Фермент CYP2D6 играет важную роль в метаболизме более чем 30 лекарственных веществ и промышленных соединений (нитрозоаминов, никотина и полиароматических углеводородов) [2]. Изоформа CYP2E1 является ключевым ферментом, который осуществляет окисление большинства промышленных химических соединений низкомолекулярной природы [4].

В настоящее время многие исследования in vitro и in vivo с целью экономии времени и денежных средств предваряются исследованиями in silico (моделирование биологических процессов с применением вычислительных систем).

Цель исследования: оценить процессы взаимодействия компонентов нефти с семействами белков цитохрома Р450 (CYP1, CYP2 и CYP3) ответственных за I фазу биотрансформации ксенобиотиков и полиморфизмов, на основе моделирования in silico.

Задачи исследования:

1. Сформировать библиотеку трехмерных компьютерных моделей компонентов нефти - контаминантов нефтегазопромыслов, и возможных продуктов биотрансформации.
2. Используя модели мембранных белков цитохромов Р450 (семейства CYP1, CYP2 и CYP3) в аллостерические центры провести докинг созданной библиотеки (с использованием программы по изучению молекулярной динамики Gromacs).
3. Оценить полученные результаты с точки зрения возможности функционирования данных ферментных систем.

Для решения поставленных задач необходимо было сформировать материал: трехмерные компьютерные модели компонентов нефти на основе химических формул и трехмерные компьютерные модели мембранных белков цитохромов Р450 (семейства CYP1, CYP2 и CYP3) из банка данных NCBI.

Для моделирования молекулярной динамики взаимодействия компонентов нефти с мембранными белками цитохромами Р450 используется программа Gromacs.

Ожидаемые результаты:

1. Будет сформирована библиотека трехмерных компонентов нефти для проведения скринингового моделирования в области изучения взаимодействия компонентов нефти с живыми организмами.
2. На основе трехмерных моделей мембранных белков цитохромов Р450 будут проведено моделирование взаимодействия с применением метода молекулярной динамики.
3. Будет проведена оценка  взаимодействий мембранных белков цитохромов Р450 и компонентов нефти с точки зрения возможности функционирования данных ферментных систем.