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)