В МГУ создали компьютерную модель восстановления ДНК

Ингибиторы PARP (поли(АДФ-рибоза)полимеразы) представляют собой перспективное направление в разработке противоопухолевых препаратов, воздействующих на механизмы репарации ДНК. Эти ферменты играют ключевую роль в клеточном ответе на повреждения ДНК, и их ингибирование может существенно нарушать процессы репарации, что приводит к гибели клеток с поврежденной ДНК, включая опухолевые клетки. Ингибиторы PARP могут действовать по различным механизмам: блокировать взаимодействие PARP с поврежденной ДНК или ингибировать синтез сигнального полимера в активном каталитическом центре фермента, что препятствует привлечению белков, участвующих в репарации. Нарушение этого критически важного процесса открывает новые возможности для разработки инновационных лекарственных средств.

В МГУ активно проводятся исследования по созданию новых противоопухолевых препаратов на основе ингибиторов PARP. Эти исследования требуют создания точной молекулярной модели взаимодействия между молекулами PARP и ДНК, что позволяет предсказать эффективность потенциальных ингибиторов и оптимизировать их дизайн. Для изучения механизмов связывания PARP с нуклеосомной ДНК применяется современная технология spFRET-микроскопии, позволяющая наблюдать за взаимодействием отдельных молекул в реальном времени. Однако интерпретация данных, полученных с помощью spFRET-микроскопии, представляет собой сложную задачу, требующую применения молекулярного моделирования.

PARP активируется при связывании с однонитевыми разрывами ДНК, что является ключевым событием в клеточном ответе на повреждение. Исследования проводятся с использованием реконструированных нуклеосомных частиц, являющихся основными структурными элементами хроматина, что позволяет моделировать процесс распознавания повреждений ДНК PARP. В лаборатории применяются различные экспериментальные методы, такие как spFRET-микроскопия, вестерн-блоттинг и гель-шифт-анализ, для получения точных данных о взаимодействии PARP с ДНК и её ингибиторами. Эти данные интерпретируются с использованием методов молекулярного моделирования, что позволяет глубже понять механизмы взаимодействия белка с ДНК на атомном уровне. На основе методов докинга была создана модель комплекса PARP с нуклеосомой, которая позволяет анализировать взаимодействие отдельных аминокислотных остатков фермента с ДНК.

Разработанная модель комплекса PARP с нуклеосомной ДНК имеет важное значение для поиска новых противоопухолевых ингибиторов. Ученые из НИИ физико-химической биологии МГУ имени А. Н. Белозерского активно работают над созданием отечественного препарата на основе ингибиторов PARP. Уже созданы первые прототипы, демонстрирующие перспективность данного подхода, пишет источник.