ИССЛЕДОВАНИЕ МОЛЕКУЛЯРНЫХ МЕХАНИЗМОВ СВЯЗЫВАНИЯ ГЕРБИЦИДОВ С БЕЛКАМИ-МИШЕНЯМИ СОРНЫХ РАСТЕНИЙ МЕТОДАМИ IN SILICO

摘要

Исследования проводили с целью изучения молекулярных механизмов связывания гербицидов (пиноксаден, квизалофоп-Р-тефурил, прометрин, метрибузин, метсульфурон-метил) с белками-мишенями (ацетил-КоА-карбоксилаза, ацетолактат-синтаза, цитохром Р450, 4-гидроксифенилпируват диоксигеназа) сорных трав, произрастающих в Сибири: овсюг обыкновенный (Avenafatua L.), пырей ползучий (Elymus repens (L.) Gould), щирица запрокинутая (Amaranthus retroflexusL.), марь белая (Chenopodium album L.), щетинник зеленый (Setaria viridis (L.) P.Beauv). Работу выполняли в Новосибирской области в 2022-2023 гг.~ С использованием биоинформационных методов были созданы виртуальные трехмерные комплексы пестицидов и их мишеней. Предложен новый подход к выявлению параметров полости сайтов связывания, который заключается в совмещении метода выравнивания и технологии машинного обучения. Проведена стыковка пестицидов с мишенями. Расчет энергии связывания указывает на высокую степень устойчивости комплексов лиганд-белок. Предложенный подход in silico может быть полезен для выяснения поведения гербицидов при связывании с ферментами сорняков. Подобный подход позволяет глубже понять механизм действия и экотоксикологические аспекты применения пестицидов. Исследованные комплексы гербицидов и белков обладают потенциальной высокой стабильностью ввиду низкой энергии связывания с рецепторами, которая варьирует от -5,60 до -13,24 ккал/моль. Величина энергии связывания не показала прямой зависимости от количества аминокислотных остатков лиганд-связывающего сайта. В целом исследование дополнило некоторые аспекты молекулярных механизмов связывания гербицидов с белками-мишенями сорных трав, однако требуется проведение более глубокого изучения с целью локализации критических аминокислотных точек, участвующих в биологических функциях белков-мишеней.