Моделирование кинетики индуцибельных белковых комплексов

Моделирование кинетики индуцибельных
белковых комплексов SOS-системы бактерий
E.coli.
Работа выполнена
Пыловой Натальей
Кафедра генетики
Введение.
Цель данного моделирования – описать
кинетику белковых комплексов SOS-системы,
участвующих в реализации механизма TLS.
 LexA – репрессор
генов, входящих в
SOS-регулон.
 RecA* - обладает
протеазной
активностью.
 UmuD2C– позволяет
осуществить процесс
TSL.
 UmuD’DC –
ингибирует
мутагенез.
 UmuD2C – снижает
корректорские
функции
ДНК-полимеразы III.
Этап 1. Моделирование кинетики
образования димеров.
Дифференциальное уравнение, описывающее
изменение концентрации димера:
d[димер]/dt=V(димер+)-V(димер-),
V(димер+) и V(димер-) – скорости прироста и убывания
концентрации соответственно.
Система, описывающая кинетику димеров:
d[UmuD2]/dt=ε[UmuD]𝟐 − υ[UmuD2][Lon-протеаза]
2
d[UmuD2’]/dt= ηλ [UmuD]𝟐 [RecA∗]𝟐 − φ[UmuD2][UmuD]
d[UmuDD’]/dt= μ λ [UmuD]𝟐 [RecA∗]𝟐 + φ[UmuD2’][UmuD] −
ω[ClpXP][UmuDD’]
 Параметры
системы: ε,υ, η, μ, λ,
φ, ω, [UmuD],
[Lon-протеаза],
[ClpXP], [RecA*]
 Переменные:
[UmuD2],[UmuD2’],
[UmuDD’].
Начальные условия:
 [UmuD2 ](0) = 1,
 [UmuD’2] (0) = 0,
 [UmuDD’] (0) = 0.
Решения
UmuD2
UmuD’2
8
UmuDD’
6
4
2
20
30
50 Время,мин
Этап 2. Моделирование кинетики
комплексов SOS-системы.
 Дифференциальное уравнение, описывающее изменение
концентрации комплекса:
d[комплекс]/dt=V(комплекс+)-V(комплекс-),
V(комплекс+) и V(комплекс-) – скорости прироста и убывания
концентрации соответственно.
Тогда система будет иметь вид:
d[UmuD2C]/dt= α1[UmuD2][UmuC] − β1[UmuD2C][Lon-протеаза]
d[UmuD2’C]/dt= α2[UmuD2’][UmuC] − β2[UmuD2’C][UmuD]
d[UmuDD’C]/dt= α3[UmuDD’][UmuC]+ β2[UmuD2’C][UmuD]−
− β3[UmuDD’C][ClpXP-протеаза]
 Параметры: α1, α2,
α3, β1, β2, β3, [UmuD]
[Lon-протеаза].
Решения
UmuD2C
UmuD2’C
UmuDD’C
8
 Переменные:
[UmuD2C], [UmuD2’C],
[UmuDD’C]
[UmuD2], [UmuD2’], 4
[UmuDD’].
 Начальные
условия:
[UmuD2C](0)=0
[UmuD2’C](0)=0
[UmuDD’C](0)=0
2
20
40
Время,мин 120
Выводы.
Моделирование кинетики белковых комплексов
позволяет проследить, как изменится их
концентрация при изменении индуцирующего
фактора.
(Например, при изменении концентрации действующего
вещества или его замене другим).
 Кроме того, механизм SOS-репарации лежит в основе
возникновения устойчивости болезнетворных
бактерий к антибиотикам. И поэтому очень важно
знать, с какой скоростью меняются концентрации
белков SOS-регулона и к каким последствиям это
приведёт, чтобы создать лекарство, которое бы
замедляло процесс возникновения устойчивости и
было безопасным для человека.

Список использованной литературы:
 О. В. Белов: «Моделирование кинетики
индуцибельных белковых комплексов SOSсистемы бактерии E.coli, осуществляющих
процесс TLS».
 В. Ю. Ушаков: «SOS-система репарации ДНК у
бактерий»(обзорная статья)