ИСТИНА

Болезнь Шагаса, или американский трипаносомоз, — инфекционное заболевание, вызываемое простейшим Trypanosoma cruzi (T. cruzi). Заболевание эндемично для сельских районов Латинской Америки и передаётся кровососущими насекомыми. Без лечения острая фаза переходит в хроническую; ВОЗ оценивает количество смертей в ~10 тыс/год. В настоящее время два препарата (нифуртимокс и бензнидазол) используются для лечения этого заболевания, однако, они вызывают серьезные побочные реакции, малоэффективны в хронических случаях, к ним возникает резистентность. Поэтому существует потребность в создании новых, безопасных, эффективных и доступных препаратов. Фермент L-галактонолактондегидрогеназа из T. cruzi (TcGAL) активен (EC 1.3.2.3) на последнем этапе биосинтеза витамина C в паразите. Люди получают весь витамин C из пищи, но паразит T. cruzi полагается только на его эндогенный синтез и не способен поглощать витамин из вне. Это делает TcGAL потенциальной мишенью для новых лекарств. TcGAL — мембранотропен, что затрудняет его изучение in vitro, однако, в нашей группе удалось воспроизвести естественное окружение, введя фермент в мицеллярную систему. Последнее позволяет изучать функции и кинетические свойства фермента с различными комбинациями субстратов и ингибиторов. Однако, структуру TcGAL затруднительно определить традиционными методами (РСА, ЯМР, крио-ЭМ). Цель данной работы состоит в конструировании и валидации 3D-структуры TcGAL, необходимой для его изучения in silico. Структура апофермента TcGAL была предсказана с использованием нейросетевого подхода AlphaFold 2, классическое гомологичное моделирование затем было применено для включения структуры кофактора в полость внутри белка. Молекулярная динамика (МД) была использована для исследования конформационного пространства и гибкости TcGAL в водной среде. Молекулярным докингом против набора нескольких конформаций TcGAL был изучен тоннель, ведущий к активному центру белка; идентифицированы центры связывания известных субстратов и ингибиторов. Наконец, проведён ряд уточнений модели: оценена ёмкость буферного раствора, используемого в мицеллярной системе, для учета изменения pH во время реакции; также проведено сравнение силовых полей для моделирования холофермента TcGAL, сконструированы параметры для входящего в него кофактора FAD. Результаты расчётов валидированы через сравнение с экспериментальными данными и показали согласие, что подтверждает надёжность полученной 3D-структуры. Модель будет улучшена для учета мембранных эффектов. Структура фермента будет использована для поиска новых ингибиторов.