Четвёртый семинар «Суперкомпьютерное и многомасштабное моделирование конденсированного состояния и живых систем»

На семинаре 15 мая 2018 года к.ф.-м.н. Полянский А.А. из ИБХ РАН  прочитал лекцию на тему "Молекулярный механизм активации рецептора фактора роста тромбоцитов, опосредованный его трансмембранным доменом". В докладе представлены результаты комплексного исследования с использованием современных методов компьютерного молекулярного моделирования и биохимических экспериментов. Результатом стала модель активации этого рецептора, описание принципа работы онкогенной мутации и предложенная компенсирующая мутация в трансмембранном домене.

Антон Полянский рассказывает о роли формирования димера при работе мембранного рецептора PDGFRa.

Рецепторные тирозинкиназы (РТК) – важный класс битопных (т.е. пронизывающих мембрану насквозь) мембранных белков, регулирующих пролиферацию и рост клеток. В процессе димеризации трасмембранные домены РТК передают аллостерический сигнал от внеклеточной части рецептора, связывающей лиганды, внутрь клетки, в следствие чего киназные домены вступают в реакцию автофосфорилирования и запускают каскад сопряженных реакций. Мутации в трасмембранном домене способны активировать рецептор в свободном состояние (без лиганда), что может служить причиной развития серьезных заболеваний, в том числе рака. Для понимания механических аспектов активации РТК, вызванной мутациями в трансмембранном домене, в качестве модельной системы мы выбрали рецептор  тромбоцитарного фактора роста человека (PDGFRa), который играет важную роль в процессе эмбриогенеза, а также активируется в различных опухолях. В исследовании использовали вычислительную платформу, включающую структурную биоинформатику и расчеты молекулярной динамики для поиска новых мутаций, модулирующих димеризацию трансмембранных доменов и последующую активацию рецептора, а также ЯМР спектроскопию и эксперименты на клетках для подтверждения полученных моделей. Совместное использование моделирования и экспериментов позволили выявить структурно-динамические детерминанты спонтанной активации рецептора, а также предложить модели активного и неактивного состояний его трансмембранного димера в случае дикого типа и онкогенных мутаций.



Также на семинаре с краткими докладами о результатах своей работы выступили студенты международной лаборатории САММА. Темы студенческих докладов:

• Виктор Покровский, студент 2 курса магистратуры МИЭМ (НИУ ВШЭ), стажёр-исследователь. "Молекулярно-динамическое моделирование колебаний плотности в липидных мембранах".
• Кирилл Смирнов, студент 1 курса магистратуры МИЭМ (НИУ ВШЭ), стажёр-исследователь. "Характеристика и анализ пептид-липидных взаимодействий в клеточной мембране методом молекулярной динамики".
• Всеволод Никольский, студент 2 курса магистратуры МИЭМ (НИУ ВШЭ), младший научный сотрудник. "Перспективные процессорные архитектуры для решения суперкомпьютерных задач классической молекулярной динамики".
• Михаил Халилов, студент 4 курса бакалавриата МИЭМ (НИУ ВШЭ), стажёр-исследователь. "Оптимизация маппинга MPI-процессов для суперкомпьютеров с интерконнектом Ангара".

Здесь вы можете посмотреть расписание и темы дальнейших научно-методических семинаров «Суперкомпьютерное и многомасштабное моделирование конденсированного состояния и живых систем».