Структурные особенности каротиноид-связывающих белков
https://doi.org/10.55959/MSU0137-0952-16-80-3S-13
Аннотация
Каротиноид-белковые комплексы участвуют в процессах фотосинтеза, фоторецепции, защиты от окислительного стресса, обмена веществ и пигментации. В данной работе проведен детальный анализ доступных структурных данных с атомарным разрешением каротиноид-содержащих белков. В ходе исследования проанализированы молекулярные особенности каротиноид-связывающих областей белков и структурные особенности связанных каротиноидов. Полученные результаты указывают на общие принципы организации белок-каротиноидных взаимодействий, необходимые для разработки новых подходов к их направленной модификации. Методом машинного обучения создана модель для прогноза каротиноид-связывающей активности по первичной структуре белка.
При поддержке: Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 25-74-20001 (https://rscf.ru/project/25-74-20001/).
Об авторах
М. М. Сурков
Кафедра биофизики, биологический факультет, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Россия
Россия
Сурков Макар Максимович – студент магистратуры кафедры биофизики биологического факультета
119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 24
Тел.: 8-495-939-11-16
А. Ю. Литовец
Кафедра биофизики, биологический факультет, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Россия
Россия
Литовец Андрей Юрьевич – студент кафедры биофизики биологического факультета
119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 24
Тел.: 8-495-939-11-16
А. А. Мамчур
Кафедра биофизики, биологический факультет, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Россия
Россия
Мамчур Александра Александровна – аспирант кафедры биофизики биологического факультета
119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 24
Тел.: 8-495-939-11-16
Т. Б. Станишнева-Коновалова
Кафедра биоинженерии, биологический факультет, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Россия
Россия
Станишнева-Коновалова Татьяна Борисовна – канд. биол. наук, ст. науч. сотр. кафедры биоинженерии биологического факультета
119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 73
Тел.: 8-495-939-57-38
И. А. Ярошевич
Кафедра биофизики, биологический факультет, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Россия
Россия
Ярошевич Игорь Александрович – канд. биол. наук., ст. науч. сотр. кафедры биофизики биологического факультета
119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 24
Тел.: 8-495-939-11-16
Список литературы
1. Yabuzaki J. Carotenoids Database: structures, chemical fingerprints and distribution among organisms. Database. 2017;2017:bax004.
2. Havaux M. Carotenoids as membrane stabilizers in chloroplasts. Trends Plant Sci. 1998;3(4):147–151.
3. Yaroshevich I.A., Krasilnikov P.M., Rubin A.B. Functional interpretation of the role of cyclic carotenoids in photosynthetic antennas via quantum chemical calculations. Comput. Theor. Chem. 2015;1070:27–32.
4. Tanumihardjo S.A., Palacios N., Pixley K.V. Provitamin A carotenoid bioavailability: What really matters? Int. J. Vitam. Nutr. Res. 2010;80(45):336–350.
5. Winterhalter P., Rouseff R.L., Eds. Carotenoid-derived aroma compounds. American Chemical Society; Distributed by Oxford University Press; 2002. 323 pp.
6. Sasamoto H., Suzuki S., Mardani-Korrani H., Sasamoto Y., Fujii Y. Allelopathic activities of three carotenoids, neoxanthin, crocin and β-carotene, assayed using protoplast co-culture method with digital image analysis. Plant Biotechnol. 2021;38(1):101–107.
7. Sharoni Y., Danilenko M., Walfisch S., Amir H., Nahum A., Ben-Dor A., Hirsch K., Khanin M., Steiner M., Agemy L., Zango G., Levy J. Role of gene regulation in the anticancer activity of carotenoids. Pure Appl. Chem. 2002;74(8):1469–1477.
8. Eid S.Y., El-Readi M.Z., Wink M. Carotenoids reverse multidrug resistance in cancer cells by interfering with ABC-transporters. Phytomedicine. 2012;19(11):977–987.
9. Piccinini L., Iacopino S., Cazzaniga S., Ballottari M., Giuntoli B., Licausi F. A synthetic switch based on orange carotenoid protein to control blue–green light responses in chloroplasts. Plant Physiol. 2022;189(2):1153–1168.
10. Maksimov E.G., Yaroshevich I.A., Tsoraev G.V., Sluchanko N.N., Slutskaya E.A., Shamborant O.G., Bobik T.V., Friedrich T., Stepanov A.V. A genetically encoded fluorescent temperature sensor derived from the photoactive Orange Carotenoid Protein. Sci. Rep. 2019;9(1):8937.
11. Britton G., Helliwell J.R. Carotenoid-Protein Interactions. Carotenoids. Eds. G. Britton, S. Liaaen-Jensen, and H. Pfander. Basel: Birkhäuser Basel; 2008:99–118.
12. Berman H.M. The Protein data bank. Nucleic Acids Res. 2000;28(1):235–242. 13. Shen S., Kai B., Ruan J., Torin Huzil J., Carpenter E., Tuszynski J.A. Probabilistic analysis of the frequencies of amino acid pairs within characterized protein sequences. Phys. A: Stat. Mech. Appl. 2006;370(2):651–662.
13. Elnaggar A., Heinzinger M., Dallago C., Rehawi G., Wang Y., Jones L., Gibbs T., Feher T., Angerer C., Steinegger M., Bhowmik D., Rost B. ProtTrans: Toward understanding the language of life through self-supervised learning. IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intell. 2022;44(10):7112–7127.
14. The UniProt Consortium, Bateman A., Martin M.J., et al. UniProt: the Universal Protein Knowledgebase in 2025. Nucleic Acids Res. 2025;53(D1):D609–D617.
15. Li W., Jaroszewski L., Godzik A. Clustering of highly homologous sequences to reduce the size of large protein databases. Bioinformatics. 2001;17(3):282–283.
16. Teufel F., Gíslason M.H., Almagro Armenteros J.J., Johansen A.R., Winther O., Nielsen H. GraphPart: homology partitioning for biological sequence analysis. NAR Genom. Bioinform. 2023;5(4):lqad088.
17. Steinegger M., Söding J. MMseqs2 enables sensitive protein sequence searching for the analysis of massive data sets. Nat. Biotechnol. 2017;35(11):1026–1028.
18. Dorogush A.V., Ershov V., Gulin A. CatBoost: gradient boosting with categorical features support [Электронный ресурс]. arXiv. 2018. URL: https://arxiv.org/abs/1810.11363 (дата обращения: 06.07.2025).
19. Shahidi F., Dissanayaka C.S. Binding of carotenoids to proteins: a review. J. Food Bioact. 2023;13–28.
20. Bandara S., Ramkumar S., Imanishi S., Thomas L.D., Sawant O.B., Imanishi Y., Von Lintig J. Aster proteins mediate carotenoid transport in mammalian cells. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2022;119(15):e2200068119.
21. Egorkin N.A., Aleksin A.M., Sedlov I.A., Zhiganov N.I., Bodunova D.V., Varfolomeeva L.A., Slonimskiy Y.B., Ziganshin R.H., Popov V.O., Boyko K.M., Vassilevski A.A., Maksimov E.G., Sluchanko N.N. A green dichromophoric protein enabling foliage mimicry in arthropods. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2025;122(23):e2502567122.
Дополнительные файлы
|
1. Неозаглавлен | |
| Тема | ||
| Тип | Исследовательские инструменты | |
Скачать
(377KB)
|
Метаданные ▾ | |
Рецензия
Для цитирования:
Сурков М.М., Литовец А.Ю., Мамчур А.А., Станишнева-Коновалова Т.Б., Ярошевич И.А. Структурные особенности каротиноид-связывающих белков. Вестник Московского университета. Серия 16. Биология. 2025;80(3):87–95. https://doi.org/10.55959/MSU0137-0952-16-80-3S-13
For citation:
Surkov M.M., Litovets A.Yu., Mamchur A.A., Stanishneva-Konovalova T.B., Yaroshevich I.A. Structural features of carotenoid-binding proteins. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 16. Biologiya. 2025;80(3):87–95. (In Russ.) https://doi.org/10.55959/MSU0137-0952-16-80-3S-13
Просмотров:
0
Послать статью по эл. почте 