Конформационные аспекты взаимодействия протеиназы ВИЧ-1 с субстратом и ингибитором тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.04, кандидат химических наук Попов, М. Е.

• Попов, М. Е.
• кандидат химических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат химических наук Попов, М. Е.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ ФЕРМЕНТ-ЛИГАНД

Часть 1. Теоретический подход к изучению явления биокатализа

Часть 2. Современные методы компьютерного моделирования взаимодействий

лиганд-рецептор

Часть 3. Кристаллографическая структура и каталитические свойства

аспартатных протеиназ

ГЛАВА 2. МЕТОД ТЕОРЕТИЧЕСКОГО КОНФОРМАЦИОННОГО АНАЛИЗА

Часть 1. Постановка задачи и план исследования

Часть 2. Метод расчета, потенциальные функции и параметризация

ГЛАВА 3. КОНФОРМАЦИОННЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ СВОБОДНОГО СУБСТРАТА, ИНГИБИТОРА И АКТИВНОГО ЦЕНТРА ПРОТЕИНАЗЫ ВИЧ-1

Часть 1. Конформационные возможности природного гептапептидного субстрата

протеиназы ВИЧ-1

Часть 2. Конформационные возможности ингибитора JG-365

Часть 3. Активный центр протеиназы ВИЧ-1

ГЛАВА 4. КОМПЛЕКС ПРОТЕИНАЗЫ ВИЧ-1 С ИНГИБИТОРОМ JG-365

ГЛАВА 5. КОМПЛЕКС ПРОТЕИНАЗЫ ВИЧ-1 С ПРИРОДНЫМ СУБСТРАТОМ

ГЛАВА 6. МЕХАНИЗМ КАТАЛИЗА ПРОТЕИНАЗЫ ВИЧ-1

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Посвящается памяти отца

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Конформационные аспекты взаимодействия протеиназы ВИЧ-1 с субстратом и ингибитором»

ВВЕДЕНИЕ

Одной из важнейших задач современной молекулярной биологии является установление зависимости между пространственной структурой белка и его функцией. Определяющая роль в решении этой проблемы, несомненно, принадлежит исследованиям наиболее многочисленной группы белков — ферментов, где накоплен огромный экспериментальный материал. В настоящее время основой для всех заключений о возможном механизме функционирования фермента на молекулярном уровне служит рентгеноструктурный анализ, а также информация, полученная косвенными методами, к которым принадлежат все виды спектроскопии, а также методы; химической кинетики.

Однако уникальные кристаллографические данные относятся, в основном, к статической структуре, т.е. к морфологии белка и пока лишь в редких особых случаях позволяют получить данные о строении нестабильных состояний (например, фермент-субстратных комплексов). Именно по этой причине на основании одного и того же экспериментального материала предлагается, как правило, не одна, а несколько гипотетических схем ферментативного катализа.

Сейчас становится все более очевидным, что эмпирический подход и полученная из эксперимента информация недостаточна для объяснения, а тем более для количественного описания фермента как биологической машины, осуществляющей при взаимодействии с субстратом целенаправленную функцию по вполне определенному механизму. Полное решение этой задачи требует привлечения теоретических методов исследования.

Настоящая работа представляет собой попытку использования метода теоретического конформационного анализа для количественного описания кон-

формационных стадий непрерывного и спонтанно протекающего процесса ферментативного катализа.

В качестве объекта исследования выбрана аспартатная протеиназа вируса иммунодефицита человека (ВИЧ-1), которая играет ключевую роль в цикле жизни вирусной частицы, осуществляя процессинг полибелковой цепи и образование зрелых структурных "белков: Вирусная протеиназа также непосредственно V участвует в патогенезе СПИДа, вызывая гидролиз белков инфицированных клеток и, нарушая, тем самым, их нормальное функционирование. Эти особенности делают протеиназу ВИЧ-1 привлекательной мишенью для антивирусной терапии, поскольку ее ингибирование предотвращает образование способных к размножению вирусных частиц.

Протеиназа ВИЧ-1 принадлежит к числу наиболее широко и разносторонне экспериментально изученных аспартатных протеиназ. Для нее определена пространственная структура нативной молекулы и многочисленных ингибиторных комплексов, получено большое количество кинетических данных. Однако ни в одном случае не было составлено полной динамической картины ее каталитического действия. До сих пор остается неизвестным продуктивное расположение субстрата в активном центре фермента, относительно которого высказываются различные, часто взаимоисключающие гипотезы, основанные, в основном, на трехмерных структурах набора ингибиторных комплексов.

Решение этих вопросов, помимо чисто научного, имеет огромное практическое значение для целенаправленного поиска высокоэффективных ингибиторов, которые могут быть использованы как лекарственные средства в терапии СПИД.

Выполненная работа является частью большого исследования, направленного на априорное количественное моделирование всех стадий каталитического акта

аспартатных протеиназ. Основной задачей проведенного исследования является определение геометрии невалентного фермент-субстратного комплекса, которая пока не может быть определена с помощью существующих экспериментальных методов. Решение может быть получено путем априорного встраивания субстрата в активный центр фермента. Для проведения этого расчета, однако, необходимо предварительно изучить конформационные свойства самого субстрата, представляющего из себя олигопептид, а также остатков и фрагментов активного центра фермента. Необходимо также подвергнуть проверке расчетный метод, опробовав его вначале на моделировании фермент-ингибиторного комплекса известной структуры. В соответствии с этим исследование подразделяется на несколько этапов, которые подробно описываются в основной части работы.

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, оригинальной части, выводов и библиографии. Предшествующий оригинальной части работы литературный обзор включает три части. В первой рассмотрен теоретический подход к исследованию явления биокатализа, на котором основана данная работа. Во второй части мы сочли необходимым дать обзор распространенных в настоящее время методов «посадки» (docking) ингибиторов в активные центры рецепторов, несмотря на то, что поставленная в^ работе задача гораздо шире воспроизведения структур ингибиторных комплексов.. Третья часть литературного обзора посвящена рассмотрению обширного материала о трехмерных структурах нативных

аспартатных протеиназ и их ингибиторных комплексах, полученных методом

>

рентгеноструктурного анализа.

Экспериментальный раздел диссертации открывается главой 2, содержащей план исследования, а также описание метода расчета, используемых потенциальных функций и эмпирических параметров.

Глава 3 посвящена конформационному анализу молекул фермента и лигандов до их взаимодействия: в первых двух частях этой главы представлены результаты априорного расчета структуры гептапептидных ингибитора и субстрата в их нативном состоянии, а в третьей рассмотрены конформационные возможности фрагментов активного центра и сделан выбор модели субстрат-связывающего участка.

В главе 4 рассмотрен метод встраивания олигопептидного лиганда в активный центр фермента и проведено сопоставление результатов моделирования пространственной структуры фермент-ингибиторного комплекса протеиназы ВИЧ-1 с экспериментальными данными.

Глава 5 посвящена расчету структуры комплексов с протеиназой ВИЧ-1 на разных стадиях катализа (субстрат в комплексе Михаэлиса и на стадии промежуточного тетраэдрического соединения). На основе полученных результатов предлагается механизм каталитического действия протеиназы ВИЧ-1, описанный в главе 6.

Завершают диссертацию основные выводы и список используемой литературы.

Заключение диссертации по теме «Биохимия», Попов, М. Е.

Выводы

1. Предложен метод расчета конформаций олигопептидных лигандов в активном центре фермента путем последовательного пофрагментного наращивания пептидной цепи. Разработан пакет программного обеспечения FAG, позволяющий моделировать невалентные фермент-субстратные и фермент-ингибиторные комплексы.

2. Расчет показал, что в нативной конформации протеиназы ВИЧ-1 в условиях водной среды внешние Р-петли (флепы) приближены к активному центру, а не удалены от него, как это следует из данных рентгеноструктурного анализа.

3. Выполнено теоретическое моделирование невалентного комплекса фермента с ингибитором JG-365. Получен набор конформаций, из которых самая низкоэнергетическая совпала с данными рентгеноструктурного анализа (среднеквадратичное отклонение составляет 0,8 А)

4. Впервые априорно рассчитана конформация олигопептидного субстрата в активном центре протеиназы ВИЧ-1. Гептапептидный субстрат в невалентном комплексе не претерпевает принудительной деформации, а конформация расщепляемой пептидной группы близка к планарной. Связанная молекула воды находится на расстоянии 3,01 А от атома С' расщепляемой группы и предрасположена к нуклеофильной атаке.

5. Полученная геометрия невалентного комплекса протеиназы ВИЧ-1 использована при создании модели для квантовомеханического расчета ab initio, включающей две молекулы ацетата, молекулу метилацетамида и молекулу воды.

6. На основании полученных геометрических параметров невалентного комлекса рассчитана структура тетраэдрического состояния в активном центре. Более низкая конформационная энергия этого комплекса, по сравнению с субстратным, свидетельствует об отсутствии конформационного напряжения и о предрасположенности фермента к поддержанию структуры промежуточного состояния.

Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Попов, М. Е., 1998 год

Список литературы

1. Е.М. Попов. Теоретическое исследование фермент-субстратных взаимодействий. Молекуляр.Биология 11:5-41 (1977).

2. Е.М. Попов. Структурно-функциональная организация белков. Наука, М.,

(1992).

3. Е.М. Попов. Структурная организация белков. Наука, Москва, (1989).

4. Е.М. Попов. Взаимодействие а-химотрипсина с субстратами. Молекуляр.Биология 19:1107-1138 (1985).

5. И.Р. Пригожин. От существующего к возникающему. Мир, Москва, (1985).

6. Д.И. Хургин, Д.С. Чернавский, and С.Э. Шноль. Молекулярная биология. (1967).

7. JI.A. Блюменфельд. Проблемы биологической физики. Наука, Москва, (1974).

8. Н. Eyring, R. Lamry, and J. Spikes. Mechanisms of Enzyme Action. Hopkins Univ. Press, Baltimore, (1964).

9. D.E.J. Koshland. Molecular basis of enzyme catalysis and control. Pure Appl.Chem. 25 :119-133 (1971).

10. D.E.J. Koshland, K.W. Carraway, G.A. Dafforn, D R. Storm. The importance of orientation factors in enzymatic reactions. Cold Spring Harb.Symp.Quant.Biol. 36:13-20(1972).

11. В. Дженкс. Катализ в химии и энзимологии. Мир, Москва, (1972).

12. М.В. Волькенштейн. Молекулярная биофизика. Наука, Москва, (1975).

13. A.J. Pertsin and A.I. Kitaigorodsky. The atom-atom potential method: application to organic molecular solids. Springer-Verlag, Berlin, (1987).

14. Е.М.Попов. Специфика живого на молекулярном уровне. Природа N6:59-67

(1993).

15. J.H. Van Drie, D. Weininger, Y.C. Martin. ALADDIN: an integrated toolfor computer-assisted molecular design and pharmacophore recognition from geometric, steric, and substructure searching of three-dimensional molecular structures. J Comput.Aided.Mol.Des. 3:225-251 (1989).

16. C.M. Ho ,G.R. Marshall. FOUNDATION: a program to retrieve all possible structures containing a user-defined minimum number of matching query elements from three- dimensional databases. J Comput.Aided.Mol.Des. 7:3-22 (1993).

17. O.F. Guner and L.M. Dumont. 3D searching in computer-aided drug design, in: "Pharmaceutical Manufacturing International". Sterling Publicatons, Cambridge, 65-68 (1990).

18. N.W. Murrall ,E.K. Davies. Conformational Freedom in 3-D databases. 1.Techinques. J.Chem.Inf.Comput.Sci. 30:316(1990).

19. Y.C. Martin. 3D database searching in drug design. J Med.Chem. 35:2145-2154 (1992).

20. F.H. Allen ,D.G. Watson. The development of versions 3 and 4 of the Cambridge Structural Database system. J.Chem.Inf.Comput.Sci. 31:187-204 (1991).

21. R.S. Pearlman. Three dimensional structures: how do we generate them and what can we do with them? Chem.Des.Auto.News 8:3-15 (1993).

22. W. Fisanick, K.P. Cross, J.C. Forman, A. Rusinko. Experimental system for similarity and 3D searching of CAS' registry substances. 1.3D substructure searching. J.Chem.Inf.Comput.Sci. 33:548-559(1993).

23. P.J. Goodford. A computational procedure for determining energetically favorable binding sites on biologically important macromolecules. J Med.Chem. 28:849-857 (1985).

24. A. Miranker ,M. Karplus. Functionality maps of binding sites: a multiple copy simultaneous search method. Proteins 11:29-34 (1991).

25. G. Lauri ,P.A. Bartlett. CAVEAT: a program to facilitate the design of organic molecules. J Comput.Aided.Mol.Des. 8:51-66 (1994).

26. MB. Eisen, D.C. Wiley, M. Karplus, R.E. Hubbard. HOOK: a program for finding novel molecular architectures that satisfy the chemical and steric requirements of a macromolecule binding site. Proteins 19:199-221 (1994).

27. V. Tschinke ,N.C. Cohen. The NEWLEADprogram: a new methodfor the design of candidate structures from pharmacophoric hypotheses. J Med.Chem. 36:38633870 (1993).

28. P.M. Colman. Structure-based drug design. Curr.Opin.Struct.Biol. 4:868-874 (1994).

29. R. A. Lewis , A.R. Leach. Current methods for site-directed structure generation. J Comput.Aided.Mol.Des. 8:467-475 (1994).

30. H.J. Bohm. LUD1: rule-based automatic design of new substituents for enzyme inhibitor leads. J Comput.Aided.Mol.Des. 6:593-606 (1992).

31. H.J. Bohm. The computer program LUDI: a new methodfor the de novo design of enzyme inhibitors. J Comput.Aided.Mol.Des. 6:61-78 (1992).

32. Y. Nishibata, A. Itai. Automatic creation of drug candidate structures based on receptor structure. Starting point for artificial lead generation. Tetrahedron 47:8985-8990(1991).

33. S.H. Rotstein ,M. A. Murcko. GenStar: a methodfor de novo drug design. J Comput.Aided.Mol.Des. 7:23-43 (1993).

34. V.J. Grillet, W. Newell, P. Mata, G. Myatt, S. Sike, Z. Zsoldos, A.P. Johnson. SPROUT: recent developments in the de novo design of molecules. J Chem. Inf Comput. Sei. 34:207-217(1994).

35. B.K. Shoichet ,I.D. Kuntz. Protein docking and complementarity. J Mol.Biol. 221:327-346 (1991).

36. B.K. Shoichet ,I.D. Kuntz. Matching chemistry and shape in molecular docking. Protein Eng. 6:723-732 (1993).

37. SJ. Weiner, P.A. Kollman, D A. Case, U.C. Singh, C. Ghio, G. Alagona, S.J. Profeta, P. Weiner. A new force-field for molecular mechanical simulation of nucleic acids and proteins. J Amer.Chem.Soc. 106:765-784 (1984).

38. S.J. Weiner, P.A. Kollman, D.T. Nguen, D.A. Case. An all-atom force-field for simulation of nucleic acids andproteins. J Comput.Chem. 7:230-252 (1986).

39. W.D. Cornell, P. Cieplak, C.I. Bayly, I.R. Gould, K.M. Merz, Jr.D.M. Ferguson, D.C. Spellmeyer, T. Fox, J.W. Caldwell, P.A. Kollman. A Second Generation Force Field for the Simulation of Proteins, Nucleic Acids, and Organic Molecules. J Amer.Chem.Soc. 117:5179-5197 (1995).

40. M.K. Gilson ,B. Honig. Calculation of the total electrostatic energy of a macromolecular system: solvation energies, binding energies, and conformational analysis. Proteins 4:7-18 (1988).

41. M.K. Gilson ,B.H. Honig. Energetics of charge-charge interactions in proteins [published erratum appears in Proteins 1992; 12(2) :201J. Proteins 3:32-52 (1988).

42. S.J. Wodak, M. De Crombrugghe, J. Jänin. Computer studies of interactions between macromolecules. Prog.Biophys.Mol.Biol. 49:29-63 (1987).

43. D. Eisenberg , A.D. McLachlan. Solvation energy in protein folding and binding. Nature 319:199-203 (1986).

44. L.M. Gregoret ,F.E. Cohen. Novel methodfor the rapid evaluation of packing in protein structures. J Mol.Biol. 211:959-974 (1990).

45. J. Ruppert, W. Welch, A.N. Jain. Automatic identification and representation of protein binding sites for molecular docking. Protein Sei. 6:524-533 (1997).

46. D.E. Clark, D. Frenkel, S.A. Levy, J. Li, C.W. Murray, B. Robson, B. Waszkowycz, D.R. Westhead. PRO-LIGAND: an approach to de novo molecular

design. 1. Application to the design of organic molecules. J Comput.Aided.Mol.Des. 9:13-32 (1995).

47. M. Rarey, B. Kramer, T. Lengauer. Time-efficient docking of flexible ligands into active sites of proteins. Ismb. 3:300-308 (1995).

48. M.D. Miller, S.K. Kearsley, D.J. Underwood, R.P. Sheridan. FLOG: a system to select 'quasi-flexible' ligands complementary to a receptor of known three-dimensional structure. J Comput.Aided.Mol.Des. 8:153-174 (1994).

49. W. Welch, J. Ruppert, A.N. Jain. Hammerhead: fast, fully automated docking of flexible ligands to protein binding sites. Chem.Biol. 3:449-462 (1996).

50. I.D. Kuntz, J.M. Blaney, S.J. Oatley, R. Langridge, T.E. Ferrin. A geometric approach to macromolecule-ligand interactions. J Mol.Biol. 161:269-288 (1982).

51. I.D. Kuntz. Structure-based strategies for drug design and discovery [see comments]. Science 257:1078-1082 (1992).

52. J.M. Blaney ,J.S. Dixon. A good ligand is hard to find: automated docking methods. Perspect.Drug.Disc.Design 1:301-319 (1993).

53. I.D. Kuntz, E.C. Meng, B.K. Shoichet. Structure-based molecular design. Acc.Chem.Res. 27:117-123 (1994).

54. D.S. Goodsell ,A.J. Olson. Automated docking of substrates to proteins by simulated annealing. Proteins 8:195-202 (1990).

55. S.Y. Yue. Distance-constrained molecular docking by simulated annealing. Protein Eng. 4:177-184 (1990).

56. T.N. Hart ,R.J. Read. A multiple-start Monte Carlo docking method. Proteins 13:206-222 (1992).

57. A. Caflisch, P. Niederer, M. Anliker. Monte Carlo docking of oligopeptides to proteins. Proteins 13:223-230 (1992).

58. D.S. Goodsell, H. Lauble, C.D. Stout, A.J. Olson. Automated docking in crystallography: analysis of the substrates of aconitase. Proteins 17:1-10 (1993).

59. R.M. Knegtel, J. Antoon, C. Rullmann, R. Boelens, R. Kaptein. MONTY: a Monte Carlo approach toprotein-DNA recognition. J Mol.Biol. 235:318-324 (1994).

60. M.K. Gilson, T.P. Straatsma, J.A. McCammon, D R. Ripoll, C.H. Faerman, P.H. Axelsen, I. Silman, J.L. Sussman. Open "back door" in a molecular dynamics simulation of acetylcholinesterase. Science 263:1276-1278 (1994).

61. B.A. Luty, Z.R. Wasserman, P.F.W. Stouten, C.N. odge, M. Zacharias, J.A. McCammon. A molecidar mechanics/grid method for evaluation of lygand-receptor interactions. J Comput.Chem. 16:454-464(1995).

62. A. Di Ñola, D. Roccatano, H. J. Berendsen. Molecular dynamics simulation of the docking of substrates to proteins. Proteins 19:174-182(1994).

63. J. Cherfils ,J. Janin. Protein docking algorithms: sumulating molecular recognition. Curr.Opin.Struct.Biol. 3:265-269(1993).

64. D.K. Gehlhaar, G.M. Verkhivker, P.A. Rejto, C.J. Sherman, D.B. Fogel, L.J. Fogel, S.T. Freer. Molecular recognition of the inhibitor AG-1343 by HIV-1 protease: conformational flexible docking by evolutionary programming. C.hem.Biol. 2:317-324 (1995).

65. D.B. Fogel. Evolutionary Computation: Forward a New Philosophy of Machine Intelligence. IEEE Press, Piscataway, (1995).

66. L.J. Fogel, A. J. Owens, and M.J. Walsh. Artificial Intelligence Through Simulated Evolution. Wiley, New York, (1996).

67. P.H. Winston. "Artificial Intelligence. 3rd edition.". Addison-Wesley Publ., Reading, MA, 63-100(1992).

68. J.B. Moon ,W J. Howe. Computer design of bioactive molecules: a methodfor receptor-based de novo ligand design. Proteins 11:314-328 (1991).

69. W. Hasel, T.F. Hendrickson, W.C. Still. A rapid approximation to the solvent accessible surface area of atoms. Tetrahedron 1:103-116 (1988).

70. F. Mohamadi, N.G.J. Richards, W.C. Guida, R. Liskamp, M. Lipton, C. Caufield, G. Chang, R.L. Heinrikson, W.C. Still. MacroModel - An integrated software system for modeling organic and bioorganic using molecular mechanics. J Cornput.Chem. 11:440-467 (1990).

71. K. Suguna, E.A. Padlan, C.W. Smith, W.D. Carlson, D.R. Davies. Binding of a reduced peptide inhibitor to the aspartic proteinase from Khizopus chinensis: implications for a mechanism of action. Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 84:7009-7013 (1987).

72. M. Miller, J. Schneider, B.K. Sathyanarayana, M.V. Toth, G.R. Marshall, L. Clawson, L. Selk, S.B. Kent, A. Wlodawer. Structure of complex of synthetic H1V-1 protease with a substrate-based inhibitor at 2.3 A resolution. Science 246:1149-1152 (1989).

73. M. Rarey, B. Kramer, T. Lengauer, G. Klebe. A fast flexible docking method using an incremental construction algorithm. J Mol.Biol. 261:470-489 (1996).

74. G. Klebe ,T. Mietzner. A fast and efficient method to generate biologically relevant conformations. J Comput.Aided.Mol.Des. 8:583-606 (1994).

75. P.J. DeClerq. Systematic Conformational Analysis. A microcomputer methodfor the semi-quantitative evaluation ofpolycyclic containing five-six- andseven-memberedrings: Program Characteristics. Tetrahedron 40:3717-3727 (1984).

76. M. Rarey, S. Wefing, T. Lengauer. Placement of medium-sized molecular fragments into active sites of proteins. J Comput. Aided.Mol.Des. 10:41-54 (1996).

77. D. Fischer, S.L. Lin, H.L. Wolfson, R. Nussinov. A geometry-based suite of molecular docking processes. J Mol.Biol. 248:459-477 (1995).

78. H.J. Bohm. On the use ofLUDI to search the Fine Chemicals Directory for ligands of proteins of known three-dimensional structure. J

Comput. Aided.Mol.Des. 8:623-632 (1994).

79. D.W. Banner ,P. Hadvary. Crystallographic analysis at 3.0-A resolution of the binding to human thrombin of four active site-directed inhibitors. J Biol.Chem. 266:20085-20093 (1991).

80. A.R. Leach. Ligand docking to proteins with discrete side-chain flexibility. J Mol.Biol. 235:345-356 (1994).

81. T.L. Blundell, B.L. Sibanda, M. Sternberg, J.M. Thornton. Knowledge-based prediction of protein structure and the design of novel molecules. Nature 326:347-352 (1987).

82. R.E. Bruccoleri ,M. Karplus. Chain closure with bond-angle variations. Macromolecules 18:2767-2773 (1985).

83. R.E. Bruccoleri ,M. Karplus. Prediction of the folding of short polypeptide segments by uniform conformational sampling. Biopolymers 26:137-168 (1987).

84. L. Holm ,C. Sander. Fast and simple Monte Carlo algorithm for side chain optimization in proteins: application to model building by homology. Proteins 14:213-223 (1992).

85. C. Lee ,S. Subbiah. Prediction of protein side-chain conformation by packing optimization. J Mol.Biol. 217:373-388 (1991).

86. P. Tuffery, C. Etchebest, S. Hazout, R. Lavery. A new approach to the rapid determination of protein side chain conformations. J Biomol.Struct.Dyn. 8:12671289 (1991).

87. J. Desmet, M. DeMaeyer, B. Hazes, I. Lasters. The dead-end elimination theorem and its use in protein side-chain positioning. Nature 356:539-542 (1992).

88. P.E. Hart, N.J. Nilsson, B. Raphael. A formal bases for the heuristic detemination of minimum caused path. JEEE Trans on SSC 4:100-114 (1968).

89. N.J. Nilsson. "Principles of Artificial Intelligence". Springer-Verlag, Berlin, 7488 (1982).

90. A.R. Leach ,I.D. Kuntz. Conformational analysis of flexible ligands of macromolecular receptor cites. J Comput.Chem. 13:730-748 (1992).

91. U.C. Singh ,P.A. Kollman. UCSF Gaussian-80.QCPE bulletin 2. 17 (program 446)(1982).

92. J.W. Ponder ,F.M. Richards. Tertiary templates for proteins. Use ofpacking criteria in the enumeration of allowed sequences for different structural classes. J Mol.Biol. 193:775-791 (1987).

93. A. Tropsha , J. Hermans. Application offree energy simulations to the binding of a transition- state-analogue inhibitor to HIV protease. Protein Eng. 5:29-33 (1992).

94. D.H. Rich, C.Q. Sun, P.J. Vara, A. Pathiasseril, M.V. Toth, G.R. Marshall, M. Clare, R. A. Mueller, K. Houseman. Effect of hydroxyl group configuration in hydroxyethylamine dipeptide isosteres on HIV protease inhibition. Evidence for multiple binding modes. J Med.Chem. 34:1222-1225 (1991).

95. C.E. Sansom, J. Wu, IT. Weber. Molecular mechanics analysis of inhibitor binding to HIV-I protease. Protein Eng. 5:659-667 (1992).

96. I.T. Weber ,R.W. Harrison. Molecular mechanics calculations on HIV-I protease with peptide substrates correlate with experimental data. Protein Eng. 9:679-690 (1996).

97. M. Zacharias, B. A. Luty, M.E. Davis, J. A. McCammon. Combined conformational search andfinite-difference Poisson-Boltzmann approach for flexible docking. Application to an operator mutation in the lambda repressor-operator complex. J Mol.Biol. 238:455-465 (1994).

98. T.J.A. Ewing ,T.P. Lybrand. J Phys.Chem 98:1748-1752 (1994).

99. C.S. Ring, E. Sun, J.H. McKerrow, G.K. Lee, P.J. Rosenthal, ID. Kuntz, F.E. Cohen. Structure-based inhibitor design by using protein models for the development of antiparasitic agents. Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 90:3583-3587 (1993).

100. D.L. Bodian, R.B. Yamasaki, R.L. Buswell, J.F. Stearns, J.M. White, ID. Kuntz. Inhibition of the fusion-inducing conformational change of influenza hemagglutinin by benzoquinones and hydroquinones. Biochemistry 32:2967-2978 (1993).

101. P.Y. Lam, P.K. Jadhav, C.J. Eyermann, C.N. Hodge, Y. Ru, L.T. Bacheler, J.L. Meek, M.J. Otto, M.M. Rayner, Y.N. Wong. Rational design of potent, bioavailable, nonpeptide cyclic ureas as HIV protease inhibitors. Science 263:380-384 (1994).

102. M. von Itzstein, W.Y. Wu, G.B. Kok, M.S. Pegg, J.C. Dyason, B. Jin, T. Van Phan, M.L. Smythe, H.F. White, S.W. Oliver. Rational design of potent sialidase-based inhibitors of influenza virus replication [see comments]. Nature 363:418423 (1993).

103. H. Nakanishi, R.A. Chrusciel, R. Shen, S. Bertenshaw, M.E. Johnson, T.J. Rydel, A. Tulinsky, M. Kahn. Peptide mimetics of the thrombin-bound structure of fibrinopeptideA. Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 89:1705-1709(1992).

104. K. Padmanabhan, K.P. Padmanabhan, J.D. Ferrara, J.E. Sadler, A. Tulinsky. The structure of alpha-thrombin inhibited by a 15-mer single-stranded DNA aptamer. J Biol.Chem. 268:17651-17654 (1993).

105. S.E. Webber, T.M. Bleckman, J. Attard, J.G. Deal, V. Kathardekar, K.M. Welsh, S. Webber, C.A. Janson, D. A. Matthews, W.W. Smith. Design of thymidylate synthase inhibitors using protein crystal structures: the synthesis and biological evaluation of a novel class of 5-substituted quinazolinones. I Med.Chem. 36:733746 (1993).

106. E. Rutenber, E.B. Fauman, R.J. Keenan, S. Fong, P.S. Furth, d.M.P. Ortiz, E. Meng, I.D. Kuntz, D.L. DeCamp, R. Salto. Structure of a non-peptide inhibitor complexed with HIV-1 protease. Developing a cycle of structure-based drug design. J Biol.Chem. 268:15343-15346 (1993).

107. B.K. Shoichet, R.M. Stroud, D.V. Santi, I.D. Kuntz, K.M. Perry. Structure-based discovery of inhibitors of thymidylate synthase. Science 259:1445-1450 (1993).

108. C. Mattos, B. Rasmussen, X. Ding, G.A. Petsko, D. Ringe. Analogous inhibitors of elastase do not always bind analogously. Nat.Struct.Biol. 1:55-58 (1994).

109. D. Ringe. Immunosuppression. Binding by design [news; comment]. Nature 351:185-186 (1991).

110. R.H. Hoess. Curr.Opin.StruCt.Biol. 3:572-579 (1993).

111. A.N. Jain. Scoring noncovalent protein-ligand interactions: a continuous dijferentiable function tuned to compute binding affinities. J Comput.Aided.Mol.Des. 10:427-440 (1996).

112. S.L. Lin, R. Nussinov, D. Fischer, H.J. Wolfson. Molecular surface representations by sparse critical points. Proteins 18:94-101 (1994).

113. R. Norel, D. Fischer, H.J. Wolfson, R. Nussinov. Molecular surface recognition by a computer vision-based technique. Protein Eng. 7:39-46 (1994).

114. M. Helmer-Citterich ,A. Tramontano. PUZZLE: a new methodfor automated protein docking based on surface shape complementarity. J Mol.Biol. 235:1021 -1031 (1994).

115. Y.L. Xiao ,D.E. Williams. Genetic algotithmsfor docking of actinomicine D and the d-oxyguanosine molecules. J Phys. Chem 98:7191(1994).

116. R.S. Judson, Y.T. Tan, E. Mori. J Comput.Chem. 11:1405-1419 (1995).

117. C.M. Oshiro, I.D. Kuntz, J.S. Dixon. Flexible ligand docking using a genetic algorithm. J Comput.Aided.Mol.Des. 9:113-130(1995).

118. T. Dandekar ,P. Argos. Folding the main chain of small proteins with the genetic algorithm. J Mol.Biol. 236:844-861 (1994).

119. G. Jones, P. Willett, R.C. Glen. Molecular recognition of receptor sites using a genetic algorithm with a description of desolvation. J Mol.Biol. 245:43-53 (1995).

120. J.H. Holland. Adaptation in natural and artificial systems. MIT Press, Cambridge, MA, (1992).

121. D.E. Goldberg. Genetic algorithms in search, optimization and machine learning. Addison-Wesley, Reading MA, (1989).

122. D.E. Goldberg. Complex Syst. 5:139-150 (1991).

123. Handbook of Genetic Algorithms. Van Nostrand Reinhold, New York, (1991).

124. L.D. Whitley. Foundations of Genetic Algorithms. Morgan Kaufmann, Los Altos, CA, (1993).

125. L.B. Booker. Mach.Learn. 9:29-44 (1991).

126. A. Bergman ,M.W. Feldman. Physica D56.57-68 (1992).

127. G.E. Liepins ,M.D. Vose. J Exp.Theor.Artif.Intel. 2:101-108 (1990).

128. D.E. Goldberg, K. Deb, J.H. Clark. Complex Syst. 6:(1992).

129. J.P. Ros. "Foundation of genetic algorithms". Morgan Kaufmann, Los Altos, CA., 257-276 (1993).

130. S. Forrest. Genetic algorithms: principles of natural selection applied to computation. Science 261:872-878 (1993).

131. N.S. Andreeva, A.E. Gustchina, A.A. Fedorov, N.E. Shutzkever, T.V. Volnova. X-ray crystallographic studies of pepsin. Adv.Exp Med.Biol. 95:23-31 (1977).

132. C. Abad-Zapatero, T.J. Rydel, J. Erickson. Revised 2.3 A structure of porcine pepsin: evidence for a flexible subdomain. Proteins 8:62-81 (1990).

133. A.R. Sielecki, A.A. Fedorov, A. Boodhoo, N.S. Andreeva, M.N. James. Molecular and crystal structures of monoclinic porcine pepsin refined at 1.8 A resolution. J Mol.Biol. 214:143-170 (1990).

134. J.B. Cooper, G. Khan, G. Taylor, I.J. Tickle, T.L. Blundell. X-ray analyses of aspartic proteinases. II. Three-dimensional structure of the hexagonal crystal form of porcine pepsin at 2.3 A resolution. J Mol.Biol. 214:199-222 (1990).

135. A.R. Sielecki, M. Fujinaga, R.J. Read, M.N. James. Refined structure of porcine pepsinogen at 1.8 A resolution. J Mol.Biol. 219:671-692 (1991).

136. J. A. Hartsuck, G. Koelsch, S.J. Remington. The high-resolution crystal structure of porcine pepsinogen. Proteins 13:1-25 (1992).

137. G.L. Gilliland, E.L. Winborne, J. Nachman, A. Wlodawer. The three-dimensional structure of recombinant bovine chymosin at 2.3 A resolution. Proteins 8:82-101 (1990).

138. P. Strop, J. Sedlacek, J. Stys, Z. Kaderabkova, I. Blaha, L. Pavlickova, J. Pohl, M. Fabry, V. Kostka, M. Newman. Engineering enzyme subsite specificity: preparation, kinetic characterization, and X-ray analysis at 2.0-A resolution of VallllPhe site-mutated calf chymosin. Biochemistry 29:9863-9871 (1990).

139. M. Newman, M. Safro, C. Frazao, G. Khan, A. Zdanov, I.J. Tickle, T.L. Blundell, N. Andreeva. X-ray analyses of aspartic proteinases. IV. Structure and refinement at 2.2 A resolution of bovine chymosin. J Mol.Biol. 221:1295-1309 (1991).

140. V. Dhanaraj, C.G. Dealwis, C. Frazao, M. Badasso, B.L. Sibanda, I.J. Tickle, J.B. Cooper, H.P. Driessen, M. Newman, C. Aguilar. X-ray analyses of peptide-inhibitor complexes define the structural basis of specificity for human and mouse renins. Nature 357:466-472 (1992).

141. A.R. Sielecki, K. Hayakawa, M. Fujinaga, M.E. Murphy, M. Fraser, A.K. Muir, C.T. Carilli, J. A. Lewicki, J.D. Baxter, M.N. James. Structure of recombinant human renin, a target for cardiovascular- active drugs, at 2.5 A resolution. Science 243:1346-1351 (1989).

142. I.N. Hsu, L.T. Delbaere, M.N. James, T. Hofmann. Penicillopepsin from Penicillium janthinellum crystal structure at 2.8 A and sequence homology with porcine pepsin. Nature 266:140-145 (1977).

143. M.N. James ,A.R. Sielecki. Structure and refinement ofpenicillopepsin at 1.8 A resolution. J Mol.Biol. 163:299-361 (1983).

144. E. Subramanian, ID. Swan, M. Liu, D.R. Davies, J.A. Jenkins, I.J. Tickle, T.L. Blundell. Homology among acid proteases: comparison of crystal structures at 3A resolution of acid proteases from Rhizopus chinensis and Endothia parasitica. Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 74:556-559 (1977).

145. C. Wong, T.J. Lee, T. Y. Lee, T.H. Lu, C.S. Hung. The structure of acid protease from Endothia parasitica in cross-linked form at 3.5 A resolution. Biochem.Biophys.Res.Commun. 80:891-896 (1978).

146. L. Pearl ,T. Blundell. The active site of aspartic proteinases. FEBS Lett. 174:96101 (1984).

147. E. Subramanian, M. Liu, I.D. Swan, D.R. Davies. The crystal structure of an acid protease from Rhizopus chinensis at 2.5 A resolution. Adv.Exp Med.Biol. 95:3341 (1977).

148. K. Suguna, R.R. Bott, E.A. Padlan, E. Subramanian, S. Sheriff, G.H. Cohen, D.R. Davies. Structure and refinement at 1.8 A resolution of the aspartic proteinase from Rhizopus chinensis. J Mol.Biol. 196:877-900 (1987).

149. A.R. Khan, M.M. Cherney, N.I. Tarasova, M.N. James. Structural characterization of activation 'intermediate 2' on the pathway to human gastricsin. Nat.Struct.Biol. 4:1010-1015 (1997).

150. S.A. Moore, A.R. Sielecki, M.M. Chernaia, N.I. Tarasova, M.N. James. Crystal and molecular structures of human progastricsin at 1.62 A resolution. J Mol.Biol. 247 :466-485 (1995).

151. E.T. Baldwin, T.N. Bhat, S. Gulnik, M.V. Hosur, R.C. Sowder, R.E. Cachau, J. Collins, A.M. Silva, J.W. Erickson. Crystal structures of native and inhibited forms of human cathepsin D: implications for lysosomal targeting and. drug design. Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 90:6796-6800 (1993).

152. M. Newman, F. Watson, P. Roychowdhury, H. Jones, M. Badasso, A. Cleasby, S.P. Wood, I.J. Tickle, T.L. Blundell. X-ray analyses of asparticproteinases. V. Structure and refinement at 2.0 A resolution of the aspartic proteinase from Mucorpusillus. J Mol.Biol. 230:260-283 (1993).

153. J. Yang, A. Teplyakov, J.W. Quail. Crystal structure of the aspartic proteinase from Rhizomucor miehei at 2.15 A resolution. J Mol.Biol. 268:449-459 (1997).

154. M.A. Navia, P.M. Fitzgerald, B.M. McKeever, C.T. Leu, J.C. Heimbach, W.K. Herber, I.S. Sigal, P.L. Darke, J.P. Springer. Three-dimensional structure of aspartyl protease from human immunodeficiency virus HIV-1. Nature 337:615620 (1989).

155. S. Spinelli, Q.Z. Liu, P.M. Alzari, P.H. Hirel, R.J. Poljak. The three-dimensional structure of the aspartyl protease from the HIV-1 isolate BRIJ. Biochimie 73:1391-1396(1991).

156. A. Wlodawer, M. Miller, M. Jaskolski, B.K. Sathyanarayana, E. Baldwin, IT. Weber, L.M. Selk, L. Clawson, J. Schneider, S.B. Kent. Conservedfolding in retroviral proteases: crystal structure of a synthetic HIV-1 protease. Science 245:616-621 (1989).

157. D.H. Ohlendorf, S.I. Foundling, J.J. Wendoloski, J. Sedlacek, P. Strop, F.R. Salemme. Structural studies of the retroviral proteinase from avian myeloblastosis associated virus. Proteins 14:382-391 (1992).

158. M. Jaskolski, M. Miller, J.K. Rao, J. Leis, A. Wlodawer. Structure of the aspartic protease from Rous sarcoma retrovirus refined at 2-A resolution. Biochemistry 29:5889-5898 (1990).

159. R.B. Rose, C.S. Craik, R.M. Stroud. Domainflexibility in retroviral proteases: structural implications for drug resistant mutations. Biochemistry 37:2607-2621 (1998).

160. A.F. Wilderspin ,R.J. Sugrue. Alternative native flap conformation revealed by 2.3 A resolution structure of SIVproteinase. J Mol.Biol. 239:97-103 (1994).

161. L. Chen, J.W. Erickson, T.J. Rydel, C.H. Park, D. Neidhart, J. Luly, C. Abad-Zapatero. Structure of a pepsin/renin inhibitor complex reveals a novel crystal

packing induced by minor chemical alterations in the inhibitor. Acta Crystallogr.B. 48:476-488 (1992).

162. M. Fujinaga, M.M. Chernaia, N.I. Tarasova, S.C. Mosimann, M.N. James. Crystal structure of human pepsin and its complex with pepstatin. Protein Sci. 4:960-972 (1995).

163. M.E. Fraser, N.C. Strynadka, P.A. Bartlett, J.E. Hanson, M.N. James. Crystallographic analysis of transition-state mimics bound to penicillopepsin: phosphorus-containing peptide analogues. Biochemistry 31:5201-5214 (1992).

164. M.N. James, A.R. Sielecki, K. Hayakawa, M.H. Gelb. Crystallographic analysis of transition state mimics bound to penicillopepsin: difluorostatine- and difluorostatone-containingpeptides. Biochemistry 31:3872-3886 (1992).

165. K. Suguna, E.A. Padlan, R. Bott, J. Boger, K.D. Parris, D.R. Davies. Structures of complexes of rhizopuspepsin with pepstatin and other statine-containing inhibitors. Proteins 13:195-205 (1992).

166. J. Cooper, W. Quail, C. Frazao, S.I. Foundling, T.L. Blundell, C. Humblet, E.A. Lunney, W.T. Lowther, B.M. Dunn. X-ray crystallographic analysis of inhibition of endothiapepsin by cyclohexyl renin inhibitors. Biochemistry 31:8142-8150

(1992).

167. T.L. Blundell, J.A. Jenkins, B.T. Sewell, L.H. Pearl, J.B. Cooper, I.J. Tickle, B. Veerapandian, S.P. Wood. X-ray analyses of asparticproteinases. The three-dimensional structure at 2.1 A resolution of endothiapepsin. J Mol.Biol. 211:919941 (1990).

168. D. Bailey J.B. Cooper. A structural comparison of 21 inhibitor complexes of the aspartic proteinase from Endothia parasitica. Protein Sci. 3:2129-2143 (1994).

169. E.A. Lunney, H.W. Hamilton, J.C. Hodges, J.S. Kaltenbronn, J.T. Repine, M. Badasso, J.B. Cooper, C. Dealwis, B.A, Wallace, W.T. Lowther. Analyses of ligand binding in five endothiapepsin crystal complexes and their use in the design and evaluation of novel renin inhibitors. J Med.Chem 36:3809-3820

(1993).

170. J.B. Cooper, S.I. Foundling, T.L. Blundell, J. Boger, R.A. Jupp, J. Kay. X-ray studies of aspartic proteinase-statine inhibitor complexes. Biochemistry 28:85968603 (1989).

171. A. Sali, B. Veerapandian, J.B. Cooper, S.I. Foundling, D.J. Hoover, T.L. Blundell. High-resolution X-ray diffraction study of the complex between endothiapepsin and an oligopeptide inhibitor: the analysis of the inhibitor binding and description of the rigid body shift in the enzyme. EMBO J 8:2179-2188 (1989).

172. B. Veerapandian, J.B. Cooper, A. Sali, T.L. Blundell. X-ray analyses of aspartic proteinases. Ill Three-dimensional structure of endothiapepsin complexed with a transition-state isostere inhibitor of renin at 1.6 A resolution. J Mol.Biol. 216

: 1017-1029 (1990).

173. S.I. Foundling, J. Cooper, F.E. Watson, A. Cleasby, L.H. Pearl, B.L. Sibanda, A. Hemmings, S.P. Wood, T.L. Blundell, M.J. Valler. High resolution X-ray analyses of renin inhibitor-aspartic proteinase complexes. Nature 327:349-352 (1987).

174. C. Abad-Zapatero, R. Goldman, S.W. Muchmore, C. Hutchins, K. Stewart, J. Navaza, C.D. Payne, T.L. Ray. Structure of a secreted aspartic protease from C. albicans complexed with a potent inhibitor: implications for the design of antifungal agents. Protein Sci. 5:640-652 (1996).

175. S.M. Cutfield, E.J. Dodson, B.F. Anderson, P.C. Moody, C.J. Marshall, P.A. Sullivan, J.F. Cutfield. The crystal structure of a major secreted aspartic proteinase from Candida albicans in complexes with two inhibitors. Structure. 3:1261-1271 (1995).

176. C.F. Aguilar, N.B. Cronin, M. Badasso, T. Dreyer, M.P. Newman, J.B. Cooper, D.J. Hoover, S.P. Wood, M.S. Johnson, T.L. Blundell. The three-dimensional structure at 2.4 A resolution of glycosylated proteinase A from the lysosome-like vacuole of Saccharomyces cerevisiae. J Mol.Biol. 267:899-915 (1997).

111. A.M. Silva, A.Y. Lee, S.V. Gulnik, P. Maier, J. Collins, T.N. Bhat, P.J. Collins, R.E. Cachau, K.E. Luker, I.Y. Gluzman, S.E. Francis, A. Oksman, D.E. Goldberg, J.W. Erickson. Structure and inhibition ofplasmepsin II, a hemoglobin-degrading enzyme from Plasmodium falciparum. Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 93:1003410039 (1996).

178. J.M. Louis, F. Dyda, N.T. Nashed, A.R. Kimmel, D R. Davies. Hydrophilic peptides derived from the transframe region of Gag-Pol inhibit the HIV-1 protease. Biochemistry 37:2105-2110 (1998).

179. K. Backbro, S. Lowgren, K. Osterlund, J. Atepo, T. Unge, Hulten, N.M. Bonham, W. Schaal, A. Karlen, A. Hallberg. Unexpected binding mode of a cyclic sulfamide HIV-1 protease inhibitor. J Med.Chem 40:898-902 (1997).

180. L. Hong, J.A. Hartsuck, S. Foundling, J. Ermolieff, J. Tang. Active-site mobility in human immunodeficiency virus, type 1, protease as demonstrated by crystal structure of A28Smutant. Protein Sci. 7:300-305 (1998).

181. A.M. Silva, R.E. Cachau, H.L. Sham, J.W. Erickson. Inhibition and catalytic mechanism of HIV-1 aspartic protease. J Mol.Biol. 255:321-346 (1996).

182. Z. Chen, Y. Li, E. Chen, D.L. Hall, P.L. Darke, C. Culberson, J. A. Shafer, L.C. Kuo. Crystal structure at 1.9-A resolution of human immunodeficiency virus (HIV) II protease complexed with L-735,524, an orally bioavailable inhibitor of the HIV proteases. J Biol.Chem 269:26344-26348 (1994).

183. S.W. Kaldor, V.J. Kalish, J.F. Davies, B.V. Shetty, J.E. Fritz, K. Appelt, J.A. Burgess, K.M. Campanale, N.Y. Chirgadze, D.K. Clawson, B.A. Dressman, S.D. Hatch, D A. Khalil, M B. Kosa, P.P. Lubbehusen, M.A. Muesing, A.K. Patick, S.H. Reich, K.S. Su, J.H. Tatlock. Viracept (nelfinavir mesylate, AG1343): a

potent, orally bioavailable inhibitor of HIV-1 protease. J Med.Chem 40:39793985 (1997).

184. P.K. Jadhav, P. Ala, F.J. Woerner, C.H. Chang, S.S. Garber, ED. Anton, L.T. Bacheler. Cyclic urea amides: HIV-1 protease inhibitors with low nanomolar potency against both wild type and protease inhibitor resistant mutants of HIV. J Med.Chem 40:181-191 (1997).

185. R. Bone, J.P. Vacca, P.S. Anderson, M.K. Holloway. X-ray crystal structure of the HIV protease complex with L-700,417, an inhibitor with pseudo C2 symmetry. J Amer.Chem.Soc. 113:9382-9387 (1991).

186. A.L. Swain, M.M. Miller, J. Green, D.H. Rich, J. Schneider, A. Wlodawer. X-ray crystallographic structure of a complex between a synthetic protease of HIV-1 and a substrate-based hydroxyethylamine inhibitor. Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 87:8809(1990).

187. M. Jaskolski, A.G. Tomasselli, T.K. Sawyer, D.G. Staples, R.L. Heinrikson, J. Schneider, S.B. Kent, A. Wlodawer. Structure at 2.5-A resolution of chemically synthesized human immunodeficiency virus type 1 protease complexed with a hydroxyethylene- based inhibitor. Biochemistry 30:1600-1609 (1991).

188. B. Zhao, E. Winborne, M.D. Minnich, J.S. Culp, C. Debouck, S.S. Abdel-Meguid. Three-dimensional structure of a simian immunodeficiency virus protease/inhibitor complex. Implications for the design of human immunodeficiency virus type 1 and2protease inhibitors. Biochemistry 32:1305413060 (1993).

189. L. Pearl ,W. Taylor. Nature 329:351-354 (1987).

190. Y.S. Cheng, F.H. Yin, S. Foundling, D. Blomstrom, C.A. Kettner. Stability and activity of human immunodeficiency virus protease: comparison of the natural dimer with a homologous, single-chain tethered dimer. Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 87:9660-9664 (1990).

191. C.L. Dilanni, L.J. Davis, M.K. Holloway, W.K. Herber, P.L. Darke, N.E. Kohl, R. A. Dixon. Characterization of an active single polypeptide form of the human immunodeficiency virus type 1 protease. J Biol.Chem 265:17348-17354 (1990).

192. A.G. Tomasselli, W.J. Howe, T.K. Sawyer. Comp.Phys.Commun. N5:6-27 (1991).

193. S.P. Jordan, J. Zugay, P.L. Darke, L.C. Kuo. Activity and dimerization of human immunodeficiency virus protease as a function of solvent composition and enzyme concentration. J Biol.Chem 267:20028-20032 (1992).

194. S. Seelmeier, H. Schmidt, V. Turk, H. von der. Human immunodeficiency virus has an aspartic-type protease that can be inhibited by pepstatin A. Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 85:6612-6616 (1988).

195. N.E. Kohl, E.A. Emini, W.A. Schleif, L.J. Davis, J.C. Heimbach, R.A, Dixon, E.M. Scolnick, I.S. Sigal. Active human immunodeficiency virus protease is required for viral infectivity. Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 85:4686-4690 (1988).

196. S.F. Le Grice, J. Mills, J. Mous. Active site mutagenesis of the AIDS virus protease and its alleviation by trans complementation, EMBO J 7:2547-2553

(1988).

197. D.D. Loeb, R. Swanstrom, L. Everitt, M. Manchester, S.E. Stamper, C.A. Hutchison. Complete mutagenesis of the HIV-1 protease. Nature 340:397-400

(1989).

198. X.L. Lin, R.N. Wong, J. Tang. Synthesis, purification, and active site mutagenesis of recombinant porcine pepsinogen. J Biol.Chem 264:4482-4489 (1989).

199. L.M. Babe, S. Pichuantes, C.S. Craik. Inhibition of HIV protease activity by heterodimer formation. Biochemistry 30:106-111 (1991).

200. H.J. Schramm, A. Billich, E. Jaeger, K.P. Rucknagel, G. Arnold, W. Schramm. The inhibition of HIV-1 protease by interface peptides. Biochem.Biophys.Res.Commun. 194:595-600 (1993).

201. H.J. Schramm, G. Breipohl, J. Hansen, S. Henke, E. Jaeger, C. Meichsner, G. Riess, D. Ruppert, K.P. Rucknagel, W. Schafer. Inhibition of HIV-1 protease by short peptides derived from the terminal segments of the protease. Biochem.Biophys.Res.Commun. 184:980-985 (1992).

202. J. Hajdu, K.R. Acharya, D.I. Stuart, P.J. McLaughlin, D. Barford, N.G. Oikonomakos, H. Klein, L.N. Johnson. Catalysis in the crystal: synchrotron radiation studies with glycogenphosphorylase b. EMBO J 6:539-546 (1987).

203. L.N. Johnson, S.H. Hu, D. Barford. Catalytic mechanism of glycogen phosphorylase. Faraday.Discuss. 131-142(1992).

204. E D. Lowe, M.E. Noble, V.T. Skamnaki, N.G. Oikonomakos, D.J. Owen, L.N. Johnson. The crystal structure of a phosphorylase kinase peptide substrate complex: kinase substrate recognition. EMBO J 16:6646-6658 (1997).

205. K.H. Verschueren, F. Seljee, H.J. Rozeboom, K.H. Kalk, B.W. Dijkstra. Crystallographic analysis of the catalytic mechanism of haloalkane dehalogenase [see comments]. Nature 363:693-698 (1993).

206. H. С. Андреева, Устное сообщение

207. G.S. Laco, С. Schalk-Hihi, J. Lubkowski, G. Morris, A. Zdanov, A. Olson, J.H. Elder, A. Wlodawer, A. Gustchina. Crystal structures of the inactive D30N mutant of feline immunodeficiency virus protease complexed with a substrate and an inhibitor. Biochemistry 36:10696-10708 (1997).

208. W.A. Hendrickson. Stereochemical restrained refinement of macromolecular structures. Methods Enzymol. 115:252-270(1985).

209. B.C. Finzel. J Appl.Crystallogr. 20:53-55 (1987).

210. A. Brunger. A system for X-ray crystallography and NMR, in: "X-PLOR version 3.1". Yale University Press, New Haven,CT, (1995).

211. T.A. Jones. Diffraction methods for biological macromolecules. Interactive computer graphics: FRODO. Methods Enzymol. 115:157-171 (1985).

212. R. Smith, I.M. Brereton, R.Y. Chai, S.B. Kent. Ionization states of the catalytic residues in HIV-1 protease. Nat.Struct.Biol. 3:946-950 (1996).

213. IIJPAC-IUB Commission on Biochemical Nomenclature. Biochem.Biophys.Acta. 19:1-17(1971).

214. M.E. Попов, И.В. Кашпаров, E.M. Попов. Механизм действия аспартатных протеиназ. II Конформационные возможности гептапептидного субстрата протеиназы HIV-L Биоорган.Химия 22:510-522 (1996).

215. A.M. Silva, R.E. Cachau, H.L. Sham, J.W. Erickson. Inhibition and catalytic mechanism of HIV-1 aspartic protease. J.Mol.Biol. 255:321-346 (1996).

216. E.M. Popov. Quantitative approach to conformations of proteins. Int.J.Quant.Chem. 16:707-737(1979).

217. E.M. Попов, Г.М. Липкинд, С.Ф. Архипова. Теоретическое исследование конформаций метилированных производных аминокислот. Изв. АН СССР.Сер.хим. N2:312-319 (1971).

218. Y. Kong,J.W. Ponder. J.Chem.Phys. 107:481-492(1997).

219. M.J. Dudek , J. W. Ponder. Accurate Modeling of the Intramolecular Electrostatic Energy of Proteins. J. Comput.Chem. 16:791-816 (1995).

220. D A. Pearlman, D A. Case, J.W. Caldwell, W.S. Ross, Т.Е. Cheatham, S. DeBolt, D. Ferguson, G. Seibel, P. Kollman. AMBER, a Package of Computer Programs for Applying Molecular Mechanics, Normal Mode Analysis, Molecular Dynamics and Free Energy Calculations to Simulate the Structural and Energetic Properties of Molecules. Comp.Phys.Commun. 91:1-41 (1995).

221. И.В. Кашпаров, M.E. Попов, Л.Д. Румш, E.M. Попов. Ризопуспепсин — невалентные комплексы. Биоорган.Химия (1999).

222. В.К. Антонов. Химия протеолиза. Наука, Москва, (1991).

223. L.H. Pearl. The catalytic mechanism of aspartic proteinases. FEBS Lett. 214:8-12 (1987).

224. N.I. Dergousova, Yu.F. Leonova, A.A. Zinchenko, L.D. Rumsh, N.S. Andreeva. Mutant of HIV-1 Protease with New Specific properties. Protein and Peptide Letters 4:321-328 (1997).