Ribozom je asi 20 nm velký biomolekulový komplex, který slouží k syntéze proteinů. V buňkách všech známých organismů existují desítky tisíc až miliony ribozomů, které katalyzují vznik chemických vazeb, čímž propojují aminokyseliny - stavební bloky proteinů - do nevětvených řetízků. Protože je katalytické místo ukryto hluboko v nitru ribozomu, putuje rodící se protein asi 10 nm dlouhým tunelem na povrch ribozomu. Vědecká skupina Dr. Michala H. Koláře si položila otázku, jestli jsou katalytické místo a povrch ribozomu informačně propojeny. Odpověď “ano”, patřičně podloženou počítačovými simulacemi kompletního bakteriálního ribozomu, nyní publikovali v časopise americké Biofyzikální společnosti.

Skupina se konkrétně zaměřila na vazbu peptidové deformylázy na povrch ribozomu. Tento enzym zpracovává rodící se protein kotranslačně, tedy ještě před tím, než protein opustí ribozom. Deformyláza odštěpuje část aminokyseliny na začátku proteinu, která je signální a na hotovém proteinu tedy nepotřebná. Skupina Dr. Koláře provedla atomistické počítačové simulace ribozomu, které analyzovala metodami strojového učení. Cílem bylo zjistit, jestli deformyláza způsobuje strukturní nebo konformační změny uvnitř ribozomálního tunelu a určit, kudy se informace o vazbě deformylázy do nitra ribozomu šíří.

Obrázek: A) Bakteriální ribozom s jeho velkou a malou podjednotkou. B) Detail vazby peptidové deformylázy (modře) na povrch ribozomu. Ribozomální části nejbližší vazebnému místu jsou zvýrazněny barevně.

“Ta má radost má dvě podoby,” sděluje Dr. Kolář. “Zaprvé jsem rád, že se povedlo z takto komplexních a rozsáhlých simulací získat zajímavý výsledek, a zadruhé mě těší, že vědecká publikace je vlastně rozšířením bakalářské práce Huga McGratha. Hugovi moc gratuluji.”. Jak peptidové deformyláze tak ribozomu se skupina bude věnovat i nadále. “Zajímá nás například, jak se liší deformylázy různých organismů a jejich vazba na ribozom. Vidíme v tom i určitý potenciál pro medicinální chemii,” představuje Dr. Kolář plány výzkumné skupiny do budoucna.

McGrath H, Černeková M, Kolář MH, Binding of the peptide deformylase on the ribosome surface modulates the exit tunnel interior, Biophysical Journal 2022, 121, 23, 4443-4451.

preprint volně dostupný na biorxiv.org.

Ve čtvrtek 24. 11. 2022, proběhla na Ústavu fyzikální chemie VŠCHT Praha Studentská vědecká konference SVK 2022. Studenti soutežili ve čtyřech sekcích, výsledky a umístění naleznete zde.

Od akademického roku 2019/20 otevíráme nový bakalářský program Fyzikální a výpočetní chemie, který nabízí progresivní a atraktivní spojení chemie a výpočetní techniky.

Přihlašovat ke studiu se můžete až do 31. března 2019.