Молекулярное моделирование, докинг и моделирование молекулярной динамики для изучения взаимодействия бел-ков PAD4 и EDS1 у Solanum lycopersicum L.

У растений биотический стресс становится одним из основных препятствий для производства продуктов питания, поэтому важно понимать, какие метаболические пути и гены связаны с системным иммунитетом. Enhanced Disease Susceptibility 1 (EDS1) и Phytoalexin Lacking 4 (PAD4) — два важных белка, которые необходимы для накопления салициловой кислоты. Это, в свою очередь, контролирует экспрессию белков, связанных с патогенезом (PR-белков), которые активируют защитные механизмы против атак патогенов. Вычислительные методы позволяют прогнозировать основные белок-белковые взаимодействия и ключевые гены, вовлеченные в сигнальные пути. В настоящем исследовании мы провели 3D-моделирование и изучили взаимодействие EDS1 и PAD4 у томата (Solanum lycopersicum), используя метод гомологического моделирования. Предсказанные модели были дополнительно валидированы, после чего для них провели докинг белок-белковых взаимодействий с использованием HADDOCK. Сравнительный анализ пространственных структур белков и потенциальных взаимодействий выявил 13 водородных связей и 5 гидрофобных взаимодействий между белками. Для наблюдения за динамическим поведением белков было выполнено молекулярно-динамическое моделирование (МДМ) в течение 50 нс с использованием GROMACS. При анализе результатов МДМ учитывали различные параметры, включая среднеквадратичное отклонение (RMSD), потенциальную энергию, а также использовали метод главных компонент (PCA). Докинг-анализ выявил наличие комплексов EDS1 и PAD4 у томатов, тем самым подтвердив, что салициловая кислота может быть вовлечена в систему защиты растения. Гены салицилатного сигнального пути могут быть непосредственно использованы в дальнейших исследованиях, необходимых для разработки новых сортов.