Определение кристаллической структуры мутантных форм рибосомного белка L1 и молекулярно-динамические исследования их комплексов с РНК тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.03, кандидат биологических наук Кляшторный, Владислав Георгиевич

• Кляшторный, Владислав Георгиевич
• кандидат биологических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Кляшторный, Владислав Георгиевич

Введение.

Глава 1. Обзор литературы: основные методы исследования структур макромолекул.

1.1. Экспериментальные методы.

1.2. Рентгеноструктурный анализ, как один из наиболее мощных методов определения пространственной структуры биологических макромолекул.

1.2.1. Теоретические основы метода.

1.2.2. От кристаллов до конечной модели: основные этапы определения пространственной структуры.

1.2.2.1. Выделение, очистка и кристаллизация препарата.

1.2.2.2. Сбор и обработка дифракционных данных.

1.2.2.3. Проблема фаз и пути ее преодоления.

1.2.2.4. Уточнение модели.

1.2.3. Характеристики метода и критерии достоверности полученных результатов.

1.2.4. Перспективы дальнейшего развития метода.

1.3. Теоретические методы.

1.3.1. Метод молекулярной динамики как один из наиболее мощных подходов изучения конформационных изменений в биологических системах.

1.3.2. Теоретические основы метода.

1.3.3. От статики к динамике: основные этапы расчета молекулярно-динамической траектории.

1.3.3.1. Подготовка системы.

1.3.3.2. Минимизация энергии.

1.3.3.3. Уравновешивание системы.

1.3.3.4. Расчет молекулярно-динамической траектории.

1.3.3.5. Анализ полученных данных.

1.3.4. Характеристики метода молекулярной динамики и критерии достоверности полученных результатов.

1.3.5. Перспективы дальнейшего развития метода.

1.4. Комбинированный подход к исследованию функционирования биологических макромолекул.

Глава 2. Экспериментальная часть.

2.1. Объект исследования: общая характеристика белка L1.

2.1.1. Функциональная активность белка L1.

2.1.2. Структурная характеристика белка L1.

2.1.2.1. L1 из Thermus thermophilic.

2.1.2.2. L1 из Methanococcus jannaschii.

2.1.2.3. Две конформации для белков L1.

2.1.3. Взаимодействие между белком L1 и РНК.

2.1.3.1. Рибосомный комплекс.

2.1.3.2. Регуляторный комплекс.

2.1.3.3. Сравнение структур комплексов Ll-мРНК и Ll-pPHK.

2.2. Определение пространственных структур мутантных форм белка L

2.2.1. Сбор и обработка дифракционных данных.

2.3. Молекулярно-динамические исследования белка L1 и его комплексов с РНК.

2.3.1. Подготовка системы.

2.3.2. Минимизация энергии.

2.3.3. Уравновешивание системы.

2.3.4. Расчет молекулярно-динамических траекторий.

Глава 3. Результаты и обсуждение.

3.1. Анализ кристаллических структур.

3.1.1 Анализ структуры изолированного первого домена белка TthLl и его комплекса с мРНК.

3.1.2. Анализ структур мутантных форм рибосомного белка L1.

3.1.2.1. Точечные замены в MjaLl.

3.1.2.1. Точечные замены в TthLl.

3.3. Молекулярно-динамические исследования.

3.3.1. Изолированные мутантные формы белка L1.

3.3.2. Комплексы белка L1 и его мутантных форм с фрагментами РНК.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Определение кристаллической структуры мутантных форм рибосомного белка L1 и молекулярно-динамические исследования их комплексов с РНК»

Молекулярное узнавание биологических макромолекул на протяжении долгих лет остается одной из основных проблем молекулярной биологии. Как макромолекулы находят и узнают друг друга в клетке? Почему одни белковые комплексы распадаются сразу после образования, а другие сохраняются на протяжении нескольких минут и даже часов? Что определяет стабильность тех или иных комплексов? Вот далеко не полный перечень вопросов, на который еще только предстоит ответить современным исследователям.

Для изучения взаимодействий между РНК и белком обычно используют метод точечных замен в области интерфейса. Однако нельзя заранее предсказать, как каждая замена скажется на структуре молекулы, и поэтому анализ результатов биохимических экспериментов по связыванию во многом носит гипотетический характер. Определение структур мутантных форм белка L1 в свободном состоянии и исследование их комплексов с РНК методами молекулярной динамики позволяют выявить характер внесенных изменений и оценить их влияние на стабильность комплекса. Кроме того, эти данные просто необходимы для корректного анализа экспериментальных результатов по связыванию белка с РНК.

В рамках данной работы на примере комплексов рибосомного белка L1 с различными фрагментами рРНК и мРНК исследуется влияние точечных мутаций на конформацию РНК-связывающего участка белка в свободном состоянии и, как следствие, на образование и стабильность РНК-белкового комплекса, которая оценивается методами молекулярной динамики. Сравнение полученных данных с результатами биохимических экспериментов позволяет выявить структурные принципы, лежащих в основе специфичности РНК-белкового взаимодействия. Предпосылками к данной работе явилось определение пространственных структур белков L1 из Thermus thermophilus (TthLl) и Methanococcus jannaschii (MjaLl) в изолированном состоянии, а также их комплексов с фрагментами рибосомной и матричной РНК [1-5].

Данная диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, а также обсуждения результатов и выводов и содержит в конце список цитируемой литературы. Раздел «Обзор литературы» посвящен описанию основных современных методов изучения пространственной структуры биологических макромолекул. В первой части обзора подробно освещается метод рентгеноструктурного анализа, который был использован в данной работе для определения пространственных

Заключение диссертации по теме «Молекулярная биология», Кляшторный, Владислав Георгиевич

Основные результаты и выводы

1. Определены пространственные структуры изолированного первого домена белка L1 из Т. thermophilus и его комплекса с мРНК. Показано, что конформации области РНК-белкового интерфейса интактного белка TthLl и его первого домена идентичны как в свободном состоянии, так и в комплексах с мРНК.

2. Определены и проанализированы пространственные структуры пяти мутантных форм белка L1 из Methanococcus jannaschii с заменами Е27А, Т204А, T204F, M205D и Е27А/Т204А, четырех мутантных форм белка L1 из Thermus thermophilus с одиночными заменами Т217А, F37I, S11A, M218L и мутантной формы первого домена TthLl с заменой T217V .

3. Показано, что замены консервативных аминокислотных остатков могут привести к значительным изменениям рельефа поверхности РНК-белкового контакта, способным нарушить сетку межмолекулярных водородных связей и исключить образование или в значительной степени уменьшить время жизни РНК-белкового комплекса.

4. Проведены молекулярно-динамические исследования вышеуказанных мутантных форм белков L1 в свободном состоянии. Показано, что в пределах доступных длин траекторий конформация этих форм белка не претерпевает значительных измененений, что позволяет использовать их кристаллические структуры для докинга белка и РНК.

5. Проведены молекулярно-динамические исследования ряда РНК-белковых комплексов, образованных мутантными формами. Показано, что методы молекулярной динамики приводит к результатам, совпадающим с результатами, полученными другими методами, и позволяют получить структурную информацию, характеризующую поведение комплекса. Эта информация во многих случаях уникальна, поскольку комплексы, образуемые мутантными формами, практически не удается закристаллизовать.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Кляшторный, Владислав Георгиевич, 2010 год

1. H.M. Berman, J. Westbrook, Z. Feng, G. Gilliland, T.N. Bhat, H. Weissig, I.N. Shindyalov, P.E. Bourne (2000). The Protein Data Bank. Nucleic Acids Research, 28 pp. 235242

2. K. Wutrich. NMR of Proteins and Nucleic Acids (1986) Wiley, New York.

3. H. S. Mchaourab, K. J. Oh, C. J. Fang, and W. L. Hubbell (1997). Conformation of T4 Lysozyme in Solution. Hinge-Bending Motion and the Substrate-Induced Conformational Transition Studied by Site-Directed Spin Labeling. Biochemistry, 36, pp. 307-316.

4. B. L. de Groot, S. Hayward, D. M. F. van Aalten, A. Amadei and H. J.C. Berendsen (1998). Domain motions in Bacteriophage T4 Lysozyme; a comparison between molecular dynamics and crystallographic data. PROTEINS:Struct., Func. and Gen. 31, pp. 116127.

5. W.L. Bragg (1913). "The Diffraction of Short Electromagnetic Waves by a Crystal", Proceedings of the Cambridge Philosophical Society, 17, 43-57.

6. J.C. Kendrew, G. Bodo, H.M. Dintzis, R.G. Parrish, H. Wyckoff, D.C. Philips (1958). A Three-Dimensional Model of the Myoglobin Molecule Obtained by X-Ray Analysis, Nature 181, pp. 662-666.

7. C.C.F. Blake, D.F. Koenig, G.A. Mair, A.C. T. North, D.C. Phillips, V.R. Sarma (1965). Structure of Hen Egg-White Lysozyme: A Three-dimensional Fourier Synthesis at 2A Resolution. Nature 206, pp. 757-761.

8. F.A. Quiocho, C.H. Mcmurray, W.N. Lipscomb (1972). Similarities Between the Conformation of Arsanilazotyrosine 248 of Carboxypeptidase Aa in the Crystalline State and in Solution. Proc Natl Acad Sci U S A 69, pp. 2850-2854.

9. C.C.F. Blake, D.C. Phillips (1962). Biological Effects of Ionizing Radiation at the Molecular Level. International Atomic Energy Agency Symposium, Brno, Czechoslovakia, pp. 183-191.

10. W.A. Hendrickson (1976). Radiation damage in protein crystallography. J. Mol. Biol. 106, 889-893.

11. A.G.W. Leslie (1992). Recent changes to the MOSFLM package for processing film and image plate data. Joint CCP4 + ESF-EAMCB Newsletter on Protein Crystallography, 26.

12. Z. Otwinowsk, W. Minor (1997). Processing of X-ray Diffraction Data Collected in Oscillation Mode, Methods in Enzymology, Volume 276: Macromolecular Crystallography, part A, p.307-326

13. W. Kabsch (2001). Integration, scaling, space-group assignment, postrefmement. International Tables for Crystallography, F.

14. K. Diederichs, P.A. Karplus (1997). Improved R-factors for diffraction data analysis in macromolecular crystallography. Nature Struct. Biol. 4, pp. 269-275.

15. M.S. Weiss, R. Hilgenfeld (1997). On the use of the merging R-factor as a quality indicator for X-ray data. J. Appl. Crystallogr. 30, pp. 203-205.

16. A.L. Patterson (1935). A direct method for the determination of the components of interatomic distances in crystals. Z. Krist. A90, pp. 517-542.

17. J. Navaza (2001). Implementation of molecular replacement in AMoRe. Acta Crystallogr. D Biol. Crystallogr. 57, pp. 1367-72.

18. A.T. Brunger, P.D. Adams, L.M. Rice (1997). New applications of simulated annealing in X-ray crystallography and solution NMR. Structure 5, pp. 325-336.

19. A. Vagin, A. Teplyakov (1997). MOLREP: an automated program for molecular replacement. J. Appl. Cryst. 30, pp. 1022-1025.

20. N.S. Pannu, R.J. Read (1996). Improved structure refinement through maximum likelihood. Acta Cryst. A52, pp. 659-668.

21. A.J. McCoy, L.C. Storoni, R.J. Read (2004). Simple algorithm for a maximum-likelihood SAD function. Acta Cryst. D60, pp. 1220-1228.

22. R.J. Read (2001). Pushing the boundaries of molecular replacement with maximum likelihood. Acta Cryst. D57, pp. 1373-1382.

23. L.C. Storoni, A.J. McCoy, R.J. Read (2004). Likelihood-enhanced fast rotation functions. Acta Cryst. D60, pp. 432-438.

24. A.J. McCoy, R.W. Grosse-Kunstleve, L.C. Storoni, R.J. Read (2005). Likelihood-enhanced fast translation functions. Acta Cryst. D61, pp. 458-464.

25. A.J. McCoy (2004). Liking Likelihood. Acta Cryst. D60, pp. 2169-2183.

26. A.T. Brunger (1997). Patterson Correlation Searches and Refinement. Methods in Enzymology, 276, pp. 558-580, Academic Press.

27. D.W. Green, V.M. Ingram, M.F. Perutz (1954). The Structure of Haemoglobin. IV. Sign Determination by the Isomorphous Replacement Method. Proc. R. Soc., A225, pp. 287307.

28. D. Harker (1956). The determination of the phases of the structure factors of non-centrosymmetric crystals by the method of double isomorphous replacement. Acta Cryst. D9, pp. 1-9.

29. W.A. Hendrickson, J.L. Smith, R.P. Phizackerley, E.A. Merritt (1988). Crystallographic structure analysis of lamprey hemoglobin from anomalous dispersion of synchrotron radiation. Proteins 4, pp. 77-88.

30. J.H. Konnert (1976). A restrained-parameter structure-factor least-squares refinement procedure for large asymmetric units. Acta Cryst. A32, pp. 614-617.

31. W.A. Hendrickson, J.H. Konnert (1980). Incorporation of stereochemical information into crystallographic refinement. Intern. Winter School on Cryst.Computing, Bangalore, India.

32. W.A. Hendrickson, J.H. Konnert (1980). Stereochemically restrained erystallographie least-squares refinement of macromolecule structures. Biomolecular structure, function, conformation and evolution 1, pp. 43-57.

33. J.L. Sussman, S.R. Holbrook, G.M. Church, S.-H. Kim (1977). A structure-factor least-square refinement procedure for macromolecular structures using constrained and restrained parameters. Acta Cryst. A33, pp. 800-804.

34. J.L. Sussman (1985). Constrained-resntained least-squares (CORELS) refinement of proteins and nucleic acids. In Methods in Enzymology 115, pp. 271-303, Academic Press.

35. G.A. Jack, M. Levitt (1978). Refinement of large structures by simultaneous minimization of energy and R factor. Acta Cryst. A34, pp. 931-935.

36. R.C. Agarwal (1978). A new least-square refinement technique based on the fast Fourier transforn algorithm. Acta Cryst. A34, pp. 791-809.

37. A.T. Brunger, J. Kuriyn, M. Karplus (1987). Crystallographic R factor refinement by molecular dynamics. Science 235, pp. 458-460.

38. A.T. Brunger, M. Karplus, G.A. Petsko (1989). Crystallographic refinement1 by simulated annealing: application to crambin. Acta Cryst. A45, pp. 51-61.

39. J. Kuriyn, A.T. Brunger, M. Karplus (1989). X-ray refinement of protein structures by simulated annealing: test of method on myohemerythrin. Acta Cryst. A45, pp. 396409.

40. A.T. Brunger, A. Krukovski, J.W. Erickson (1990). Slow-cooling protocol for crystallographic refinement by simulated annealing. Acta Cryst. A46, pp. 585-593.

41. T.A. Jones, J.Y. Zou, S.W. Cowan, M. Kjeldgaard (1991). Improved methods for building protein models in electron density maps and the location of errors in these models. Acta Cryst. A47, pp. 110-119.

42. R. Diamond. (1971). A real-space refinement procedure for proteins. Acta Cryst. A27, pp. 436-452.

43. E. Dodson (1995). Report of workshop on validation of macromolecular structures solved by X-ray analysis. Joint CCP4 and ESF-EACBM newsletter on protein crystallography 31, pp. 51-57.

44. G.N. Ramachandran, C. Ramakrishnan, V. Sasisekharan (1963). Stereochemistry of polypeptide chain configurations. J. Mol. Biol. 7, pp. 95-99.

45. C.I. Briinden, T.A. Jones (1990). Between objectivity and subjectivity. Nature, 343,pp.687-689.

46. G.J. Kleywegt, T.A. Jones (1995). Braille for pugilists, Proceedings of the CCP4 Study Weekend, pp. 11-23.

47. A.T. Brunger (1992). Free R value: a novel statistical quantity for assessing the accuracy of crystal structures. Nature, 355, pp. 472-475.

48. A.T. Brunger (1993). Assessment of phase accuracy by cross validation: the free R value. Methods and applications. Acta Cryst. D49, pp. 24-36.

49. R.B. Ravelli, H.K. Leiros, B. Pan, M. Caffrey, S. McSweeney (2003). Specific radiation damage can be used to solve macromolecular crystal structures. Structure П, pp. 21724.

50. A. Cohen, P. Ellis, N. Kresge, S.M. Soltis (2001). MAD phasing with krypton. Acta Cryst. D57, pp. 233-238.

51. H.M. Senn, W. Thiel (2009). QM/MM Methods for Biomolecular Systems. Angew. Chem. 48, pp. 1198 1229.

52. P.E.M. Siegbahn, F. Himo (2009). Recent developments of the quantum chemical cluster approach for modeling enzyme reactions. J Biol Inorg Chem 14, pp. 643-651.

53. S.A. Adcock, J.A. McCammon (2006). Molecular Dynamics: Survey of Methods for Simulating the Activity of Proteins. Chem. Rev. 106, pp. 1589-1615.

54. G. Tiana, F. Simona, G.M.S. De Mori, R.A. Broglia, G. Colombo (2004). Understanding the determinants of stability and folding of small globular proteins from their energetic. Protein Sci. 2004 13, pp. 113-124.

55. H.A. Scheraga, M. Khalili, A. Liwo (2007). Protein-Folding Dynamics: Overview of Molecular Simulation Techniques. Annual Review of Physical Chemistry 58, pp. 57-83.

56. W. Thiel (2009). QM/MM methodology: fundamentals, scope, and limitations. Multiscale Simulation Methods in Molecular Sciences 42, pp. 203-214.

57. C. Moller, M.S. Plesset (1934). Note on an Approximation Treatment for Many-Electron Systems. Phys. Rev. 46, pp 618-622.

58. K. Burke, J. Werschnik, E.K.U. Gross (2005). Time-dependent density functional theory: Past, present, and future. J. Chem. Phys. 123, 062206.

59. H.J. Berendsen, S. Hayward S (2000). Collective protein dynamics in relation to function. Curr Opin Struct Biol 10, pp. 165-169.

60. T. Simonson (2001). Macromolecular electrostatics: continuum models and their growing pains. Curr. Opin. Struct. Biol. 11, pp. 243-252.

61. M. Feig, C.L. Brooks (2004). Recent advances in the development and application of implicit solvent models in biomolecule simulations. Curr. Opin. Struct. Biol. 14, pp. 217-24.

62. J.W. Ponder, D.A. Case (2003). Force fields for protein simulations. Adv Protein Chem. 66, pp. 27-85.

63. A.D.Jr. Mackerell (2004). Empirical force fields for biological macromolecules: overview and issues. J Comput Chem. 25, pp. 1584-604.

64. M. Born, J.R. Oppenheimer (1927). On the quantum theory of molecules. Ann. Phys. 84, pp. 457-484.

65. J. Verlet (1967). Computer "Experiments" on Classical Fluids. I. Thermodynamical Properties of Lennard-Jones Molecules Phys. ReV. 159, pp. 98-103.

66. D. Beeman (1976). Some multistep methods for use in molecular dynamics calculations. J. Comput. Phys. 20, pp. 130-139.

67. C.W. Gear (1971). Numerical Initial Value Problems in Ordinary Differential Equations. Prentice: New York.

68. W.F. van Gunsteren, H.J.C. Berendsen (1977). Algorithms for macromolecular dynamics and constraint dynamics. Mol. Phys. 34, pp. 1311-1327.

69. J.P. Ryckaert, G. Ciccotti, H.J.C. Berendsen (1977). Numerical integration of the cartesian equations of motion of a system with constraints: molecular dynamics of и-alkanes. J. Comput. Phys. 23, pp. 327-341.

70. H.C. Andersen (1983). Rattle — a velocity version of the shake algorithm for molecular-dynamics calculations. J. Comput. Phys. 52, pp. 24-34.

71. B. Hess, J. Bekker, H.J.C. Berendsen, J.G.E.M. Fraaije (1997). LINCS: A linear constraint solver for molecular simulations. J. Сотр. Chem. 18, pp. 1463-1472.

72. M.V. Fedoryuk (2001). Method of steepest descent. Encyclopaedia of Mathematics, Springer.

73. M.R. Hestenes, E. Stiefel (1952). Methods of Conjugate Gradients for Solving Linear Systems. Journal of Research of the National Bureau of Standards 49, pp. 409-436.

74. T.J. Ypma (1995). Historical development of the Newton-Raphson method. SIAM Review 37, pp. 531-551.

75. B.R. Brooks, R.E. Bruccoleri, B.D. Olafson, D.J. States, S. Swaminathan, M. Karplus (1983). CHARMM. A program for macromolecular energy, minimization, and dynamics calculations. J. Сотр. Chem. 4, pp. 187-217.

76. H.W. Kim, T.J. Shen, D.P. Sun, N.T. Ho, M. Madrid, M.F. Tam, M. Zou, P.F. Cottam, С. Ho (1994). Restoring allosterism with compensatory mutations in hemoglobin. Proc. Natl. Acad. Sci. 91, pp. 11547-11551

77. A. Warshel (2003). Computer simulations of enzyme catalysis: methods, progress, and insights. Ann. ReV. Biophys. Biomol. Struct. 32, pp. 425-443.

78. N. Brooijmans, I.D. Kuntz (2003). Molecular recognition and docking algorithms. Ann. ReV. Biophys. Biomol. Struct. 32, pp. 335-373.

79. B. Roux (2002). Computational studies of the gramicidin channel. Acc. Chem. Res. 35, pp. 366-375.

80. P.J. Bond, M.S.P. Sansom (2004). A recent review discussing simulations of outer-membrane proteins. Mol Membr Biol. 21, pp. 151-161.

81. A.H. Elcock (2004). Molecular simulations of diffusion and association in multimacromolecular systems. Numerical Computer Methods D383, pp. 166-198.

82. V. Daggett (2006). Protein Folding-Simulation. Chem. ReV. 106, pp. 1898-1916.

83. R. Day, V. Daggett (2003). All-atom simulations of protein folding and unfolding. Protein Simul. Adv. Protein Chem. 66, pp. 373-403.

84. B.M. Pettitt, V.A. Makarov, B.K. Andrews (1998). Protein hydration density: theory, simulations and crystallography. Curr Opin Struct Biol. 8, pp. 218-221.

85. C.F. Wong, J.A. McCammon (2003). Protein Simulation and Drug Design. Adv. Protein Chem. 66, pp. 87-121.

86. P. Koehl and M. Levitt (1999). De novo protein design. II. Plasticity of protein sequence, J. Mol. Biol., 293, pp. 1183-1193.

87. A.T. Brunger, P.D. Adams (2002). Molecular dynamics applied to X-ray structure refinement. Acc Chem Res. 35, pp. 404-412.

88. J.P. Linge, M.A. Williams, C.A.E.M. Spronk, A.M.J.J. Bonvin, M. Nilges (2003). Refinement of protein structures in explicit solvent. Proteins: Struct, Funct, Genet. 50, pp. 496506.

89. H. Fan, A.E. Mark (2004). Refinement of homology-based protein structures by molecular dynamics simulation techniques. Protein Sci. 13, pp. 211-220.

90. W. Humphrey, A. Dalke, K. Schulten (1996). VMD-Visual molecular dynamics. J. Mol. Graph. Model. 14, pp. 33-38.

91. W. De Lano (2002). The PyMOL Molecular Graphics System. San Carlos, С A,1. USA.

92. I.T. Jolliffe (1986). Principal Component Analysis. Springer-Verlag, pp. 487.

93. A. Amadei, А.В.М. Linssen, H.J.C. Berendsen (1993). Essential dynamics of proteins. Prot. Struct. Funct. Genet. 17, pp. 412^125.

94. A.E. Garcia (1992). Large-amplitude nonlinear motions in proteins. Phys. ReV. Lett. 68, pp. 2696-2699.

95. J. Mongan (2004). Interactive essential dynamics. J. Comput. Aided Mol. Des. 18, pp. 433-436.

96. I. Andricioaei, M. Karplus (2001). On the calculation of entropy from covariance matrices of the atomic fluctuations. J. Chem Phys. 115, pp. 6289-6292.

97. I. Thorpe, C.L. Brooks (2004). The coupling of structural fluctuations to hydride transfer in dihydrofolate reductase. Proteins: Struct. Funct. Bioinformatics 57, pp. 444-457.108. http://bmrb.wisc.edu/

98. R.A. Laskowski, M.W. MacArthur, D.S. Moss, J.M. Thornton (1993). PROCHECK: a program to check the stereochemical quality of protein structures. J. Appl. Cryst. 26, pp. 283-291.

99. R.W.W. Hooft, G. Vriend, C. Sander, E.E. Abola (1996). Errors in protein structures. Nature 381, pp. 272-272.

100. R.G. Palmer (1982). BrokenErgodicityio Adv. Phys. 31, pp. 669-735.

101. R.A. Zimmermann (1980). Interactions among protein and RNA components of the ribosome. Structure, Function and Genetics of Ribosomes, Baltimore University Park Press, pp. 135-169.

102. G. Baier, O. Hohenwarter, C. Hofbauer, H. Hummel, M. Stoffler-Meilicke, G. Stoffler (1989). Structure and functional equivalence between ribosomal proteins of Escherichia coli and Methanococcus vannielii L6. Syst. Appl. Microbiol. 12, pp. 119-126.

103. R.L. Gourse, D.L. Thurlow, S.A. Gerbi, R.A. Zimmermann (1981). Specific binding of a prokaryotic ribosomal protein to a eukaryotic ribosomal RNA: implications for evolution and autoregulation. Proc. Natl Acad. Sci. USA 78, pp. 2722-2726.

104. G. Baier, W. Piendl, B. Redl, G. Stoffler (1990). Structure, organization and evolution of LI equivalent ribosomal protein gene of the archaebacterium Methanococcus vannielii. Nucleic Acids Res. 18, pp. 719-724.

105. J. Wower, S.V. Kirillov, I.K. Wower, S. Guven, S.S. Hixson, R.A. Zimmermann (2000). Transit of tRNA through the Escherichia coli ribosome. J. Biol. Chem. 275, pp. 3788737894.

106. S.V. Kirillov, J. Wower, S.S. Hixson, R.A. Zimmermann (2002). Transit of tRNA through the Escherichia coli ribosome: cross-linking of the 3' end of tRNA to ribosomal proteins at the P and E sites. FEBS Lett. 514, pp. 60-66.

107. R.L. Gourse, R.A. Sharrock, M. Nomura (1986). Control of ribosome synthesis in Escherichia coli. Structure, Function and Genetics of Ribosomes, Springer-Verlag, New York, USA, pp. 766-788.

108. M. Hanner, C. Mayer, C. Kohrer, G. Golderer, P. Grobner, W. Piendl (1994). Autogenous translational regulation of the ribosomal MvaLl operon in the archaebacterium Methanococcus vannielii. J. Bacteriol. 176, pp. 409-418.

109. D.E. Draper (1989). How do proteins recognize specific RNA sites? New clues from autogenously regulated ribosomal proteins. Trends Biochem. Sci. 14, pp. 335-338.

110. C. Kohrer, C. Mayer, O. Neumair, P. Grobner, W. Piendl (1998). Interaction of ribosomal LI proteins from mesophilic and thermophilic Archaea and Bacteria with specific Ll-binding sites on 23SrRNA and mRNA. Eur. J. Biochem. 256, pp. 97-105.

111. A.R. Subramanian, E.R. Dabbs (1980). Functional studies on ribosomes lacking protein LI from mutant Escherichia coli. Eur. J. Biochem. 112, pp. 425-430.

112. C.A. Orengo, J.M. Thornton (1993). Alpha plus beta folds revisited: some favored motifs. Structure 1, pp. 105-120.

113. A.V. Efimov (1994). Common structural motifs in small proteins and domains. FEBS Lett. 355, pp. 213-219.

114. H.M. Berman, J. Westbrook, Z. Feng, G. Gilliland, T.N. Bhat, H. Weissig, I.N. Shindyalov, P.E. Bourne (2000). The Protein Data Bank. Nucleic Acids Research, 28 pp. 235242.

115. C.S. Hurlbut, C. Klein (1985). Manual of Mineralogy, 20th ed.

116. Collaborative Computational Project, Number 4. (1994). The CCP4 Suite: Programs for Protein Crystallography. Acta Cryst. D50, pp. 760-763.

117. G.N. Murshudov, A.A.Vagin, E.J.Dodson (1997). Refinement of Macromolecular Structures by the Maximum-Likelihood Method. Acta Cryst. D53, pp. 240-255.

118. B. Hess, C. Kutzner, D. van der Spoel, E. Lindahl (2008). GROMACS 4: Algorithms for Highly Efficient, Load-Balanced, and Scalable Molecular Simulation. J. Chem. Theory Comput. 4, pp. 435-447.

119. K. Toukan, A. Rahman (1985). Molecular-dynamics study of atomic motions in water. Physical Review B31, pp. 2643-2648.

120. W.L. Jorgensen, J. Chandrasekhar, J.D. Madura, R.W. Impey, M.L. Klein1983). Comparison of simple potential functions for simulating liquid water. J, Chem. Phys 79, pp. 926-935.

121. P. Ewald (1921) Die Berechnung optischer und elektrostatischer Gitterpotentiale, Ann. Phys. 369, pp. 253-287.139. http://www.charmm.org/documentation/c35bl/index.html

122. H.J.C. Berendsen, J.P.M. Postma, W.F. Van Gunsteren, A. Dinola, J.R. Haak1984). Molecular-Dynamics with Coupling to an External Bath. Journal of Chemical Physics 81,pp. 3684-3690.

123. W.L. Jorgensen, J. Tirado-Rives J (1988). The OPLS Force Field for Proteins. Energy Minimizations for Crystals of Cyclic Peptides and Crambin. J. Am. Chem. Soc. 110, pp. 1657-1666.

124. G. Bussi, D. Donadio, M. Parrinello (2007). Canonical sampling through velocity rescaling. J. Chem. Phys 126, 014101.

125. Jr.A.D. MacKerell, N. Banavali, N. Foloppe (2001). Development and current status of the CHARMM force field for nucleic acids. Biopolymers 56, pp. 257-265.

126. G.H. Hoover (1985). Canonical dynamics'4 Equilibrium phase-space distributions. Phys. Rev. A31, pp. 1695-1697.

127. S. Tishchenko, E. Nikonova, V. Kljashtorny, O. Kostareva, N. Nevskaya, W. Piendl, N. Davydova, V. Streltsov, M. Garber, S. Nikonov (2007). Domain I of ribosomal protein LI is sufficient for specific RNA binding. Nucl. Acids Res. 35, pp. 7389-7395.

128. В.И. Лим, В.Г. Кляшторный (2006). Кинетические, энергетические и стереохимические факторы, определяющие молекулярное узнавание белков и нуклеиновых кислот. Мол. биол. 40, сс. 572-579.1. Благодарности

129. Отдельную признательность выражаю нашим зарубежным коллегам группе Филиппа Маниве, благодаря которым стало возможным освоение и применение метода молекулярной динамики.

130. Большое спасибо всем сотрудникам группы структурных исследований рибосомных белков и лаборатории структурных исследований аппарата трансляции за поддержку и доброжелательную атмосферу, которая в огромной степени способствовала выполнению данной работы.