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.