Influence of glycosaminoglycan derivative on the function of hyaluronidase. Theoretical research of interaction between an enzyme and glycosaminoglycan ligands using molecular docking and molecular dynamics

Abstract

<h3></h3> Методы вычислительной биохимии (молекулярный докинг и молекулярная динамика) предстали современным и своевременным подходом для теоретического изучения взаимодействия гиалуронидазы с гликозаминогликанами (ГАГ). Продемонстрировано стабилизирующее влияние на термоинактивацию фермента лигандов хондроитина. Оно вызывало укрепление молекулярной структуры биокатализатора, повышая температуру его термоденатурации на 10—15 градусов и препятствуя блокированию входа в активный центр фермента. Применение молекулярного докинга с последующим уточнением его данных методом молекулярной динамики зарекомендовало себя как продуктивный подход к изучению взаимодействий белок—ГАГ. Конкурентное воздействие тримеров хондроитинсульфата и тетрамеров гепарина на структуру гиалуронидазы способствовало регуляции эндогликозидазной активности фермента, изменяя его ингибируемость гепарином. Определенная в ходе исследований последовательность предпочтительного связывания ГАГ лигандов послужила обоснованием рекомендации по практической регуляции активности гиалуронидазы методами ее экспериментального химического модифицирования. Выполнение последней с тримерами хондроитинсульфата по центрам cs7 или cs7, cs1 и cs5 на молекулярной поверхности биокатализатора теоретически полностью защищает его от гепаринового ингибирования. Определению наилучших ГАГ-регуляторов эндогликозидазной активности гиалуронидазы служит планомерное проведение теоретического изучения взаимодействий, лимитирующих активность фермента, с компонентами микроокружения биокатализатора с их экспериментальной верификацией.