ДИНАМИКА ПЕРЕНОСА ПРОТОНА В АКТИВНОМ ЦЕНТРЕ СЕРИНОВЫХ ПРОТЕИНАЗ

Гришанин Б. А., Кубасов А. А., Романовский Ю. М., Чикишев А. Ю., Шувалова Е. В.
Физический факультет и Международный лазерный центр; *Химический факультет, МГУ им. М.В. Ломоносова, 119899 Москва
Перенос протона в активном центре сериновых протеиназ с атома кислорода серина на атом азота гистидина - важнеший этап реакций с участием этих ферментов. Нами проведено квантово-механическое рассмотрение процесса переноса протона в активных центрах a-химотрипсина (a-XT) и ацетилхолинэстеразы (АХЭ). Построены профили поверхностей потенциальной энергии (ППЭ) для водородной связи серин-гистидин. Расчет ППЭ для a-XT и АХЭ с учетом конфигурации атомов активного центра и субстрата осуществлен с помощью полуэмпирического метода РМ3. Определены вероятности и характерные времена туннелирования протона в стационарных двухминимумных потенциалах, моделирующих активные центры a-XT и АХЭ. Исследована динамика протона и определено время переноса в нестационарном потенциале при учете флуктуаций под действием тепловых колебаний кластеров. Разработаны программы для определения времени переноса протона в стационарном потенциале и расчета временной динамики волновой функции частицы (протона). Рассчитано время туннелирования протона в двухминимумных симметричных потенциалах. Проведен анализ вероятности туннелирования протона в двухминимумных несимметричных профилях потенциальной энергии. Таким образом, определено влияние параметров потенциала, таких как параметр несимметричности, величина барьера и расстояние между минимумами, на основные характеристики процесса переноса протона. Разработана программа для исследования процесса переноса протона в нестационарном потенциале, где флуктуации параметров ППЭ носили характер "цветного шума", на частоте, определяемой колебательными движениями субглобул. Работа выполнена при поддержке РФФИ, грант "Научные школы России" № 98-03-33191а.