FİZİKA PROBLEMLƏRİ İNSTİTUTU

НОВОСТИ

РУКОВОДСТВО

ОТДЕЛЫ

СОТРУДНИКИ

ПОЧЁТНЫЕ УЧЕНЫЕ

ИССЛЕДОВАНИЯ

КОНФЕРЕНЦИИ

ЖУРНАЛЫ

НАУЧНЫЕ ФОНДЫ

ФОТОАЛЬБОМ


МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОФИЗИКА

Исследование структурно-функциональной взаимосвязи биологически активных молекул, разработка новых методов и подходов для выяснения механизма их физиологической деятельности является важной проблемой молекулярной биофизики.

 

ОБЛАСТЬ ИССЛЕДОВАНИЙ

  • Теоретическое моделирование пространственной структуры белков, пептидов и антибиотиков
  • Исследование структурно-функциональной взаимосвязи биологически активных молекул и их комплексов
  • Разработка новых методов и подходов для применения в медицине и фармакологии

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Ахмедов Н.А.

Методом теоретического конформационного анализа определены низкоэнергетические конформации молекул: β-казоморфина, валмуцептина, морфицептина, молекулы тимопентина и его синтетических аналогов, молекулы α-меланотропина. Определены энергетические и геометрические параметры, характеризующие данные структуры. [Молекулярная биология, 1986, 20(6). 1547-9; 1987, 21(1), 159-3; 1989, 23(1), 240-8; 1989, 23(1), 249-4].

Ахмедов Н.А., Аббаслы Р.М., Попов Е.М.

Изучены пространственное строение и конформационные возможности пептидов сна и их аналогов. На первом этапе исследований был проведен конформационный анализ природных пептидов и выявлены их конформационные возможности. На втором этапе была решена обратная структурная задача, в результате был предложен дизайн искусственных аналогов, моделирующих конкретные низкоэнергетические конформации этих пептидов [Молекулярная биология. 1989; 23(3): 676-682].

Ахмедов Н.А., Годжаев Н.М., Сулейманова Е.В., Попов Е.М.

Методом молекулярной механики найдено пространственное строение молекул: Меt-энкефалина, α-,γ-,δ-,β-эндорфинов. Установлено, что участки молекул, соответствующие Met-энкефалину, принимают в пространстве свернутую структуру, что объясняется реализацией в них эффективных контактов функциональных остатков. [Биоорганическая химия, 1990, 16(4). 481-1; 1990, 16(5), 649-60; 1990, 16(5), 661-7].

Ахмедов Н.А., Махмудова Т.А., Попов Е.М.

Определены трёхмерные структуры и конформационные свойства опиоидных пептидов – молекул адренорфина, риморфина, α-, β-неоэндорфинов. Установлено, что пространственное строение этих молекул может быть описано набором низкоэнергетических состояний. [Биоорганическая химия. 1992; 18(12): 1454-3, 1992; 18(12): 1464-2; 1993; 19(6): 623-8 ; 1995; 21(8): 587-9.

Ахмедов Н.А., Тагиев З.Г., Гасанов Э.М.

Изучено пространственное строение молекулы ВАМ-12P и его аналогов Показано, что пространственная организация молекулы может быть представлена более двадцати низкоэнергетическими состояниями основной цепи. Решена обратная структурная задача и предложены синтетические аналоги, пространственные структуры которых отвечают набору низкоэнергетических, потенциально физиологически активных конформаций природного пептида [J.Molecular Structure. 2003; 646: 75-0], [Биоорганическая химия. 2005; 31(3): 245-0].

Исмаилова Л.И.

Исследована пространственная структура и оценены конформационные возможности нейропептидых молекул. Определены энергетические и геометричесчкие параметры, характеризующие стабильные состояния этих молекул. [Journal of Qafqaz University, 2006; 17: 42-50; 2007; 19: 55-60], [Bakı Universitetinin Xəbərləri, Fizika-riyaziyyat elmləri seriyası, 2007; 3: 106-11].

Исмаилова Л.И.

Изучены конформационные возможности каталитически активных остатков в активном центре лизоцима с использованием метода теоретического конформационного анализа. [Bakı Univer­sitetinin Xəbərləri, Fizika-riyaziyyat elmləri seriyası, 2007; 2: 175-8].

Исмаилова Л.И., Аббаслы Р.М., Ахмедов Н.А.

Проведен конформационный анализ и определена пространственная структура семейства кардиоактивных изолейциновых пептидных молекул в рамках механической модели. Оценены энергетические вклады, стабилизирующие данные пептиды. [Биофизика, 2008; 53(1): 14-21; 2007; 52(6): 1141-7].

Исмаилова Л.И., Аббаслы Р.М., Ахмедов Н.А., Годжаев Н.М.

С помощью метода теоретического конформационного анализа изучена пространственная струк­тура шести молекул миелопептидов, обладающих иммунокоррегирующим и противоопухолевым действием. В результате выявлены конформационные особенности каждой исследованной молекулы. [Биоорганическая химия. 2005; 31(1): 31-8; 2005; 31(2): 140-6].

Исмаилова Л.И., Ахмедова С.Р., Ахмедов Н.А.

Проведен расчет пространственного строения семейства кардиоактивных пептидов. Выявлены конформационно жесткие и лабильные участки исследованных молекул.[Биофизика, 1997; 42(4): 800-5; 1997; 42(4): 796-9]

Исмаилова Л.И., Максумов И.С., Годжаев Н.М.

Изучены конформационные возможности шести гликопептидных молекулОпределены энергетические и геометрические параметры низкоэнергетических конформаций исследованных пептидов. Выявлены силы, стабилизирующие данные структуры [Молекулярная биология. 1985; 19(3): 730-41].

Исмаилова Л.И., Максумов И.С., Годжаев Н.М.

Разработана программа для расчета биомолекул и молекулярных комплексов. [Журнал структурной химии, 1983; 24(4): 147-8].

Ахвердиева Г.А., Годжаев Н.М., Акюз С.

Методом теоретического конформационного анализа исследована пространственная структура и конформационные характеристики пептида Т, проявляющего терапевтический эффект при лечении больных СПИДом (Journal of Molecular Structure, v. 403, p.95-110, 1997). Установлено, что пространственную структуру пептида характеризуют два типа конформаций: циклическая, благоприятная для интенсивного электростатического взаимодействия между заряженными концевыми группами молекулы, и спиральная, обеспечивающая оптимальные невалентные взаимодействия атомов полипептидного остова. На сегменте Thr4-Tyr7, входящем в С-концевой физиологически активный пентапептид, выявлен b-поворот. Изучена конформационная динамика боковых цепей пептида Т (Journal of Molecular Structure, v. 609, p.115-128, 2002). Построением конформационных карт определены допустимые отклонения двугранных углов боковых цепей пептида Т от их оптимальных значений, что позволило оценить степень подвижности функциональных групп данной молекулы. Выявлено, что конформационная свобода углов боковых цепей в циклической структуре чуть более ограничена, чем в спиральной структуре. В рамках механической модели были исследованы также аналоги пептида Т (JournalofMolecularStructure, v. 917, p. 22-26, 2009). Для оценки стабилизирующего вклада отдельных аминокислотных остатков в структурное формирование пептида Т изучены конформационные особенности ряда его аналогов, полученных точечными заменами на глицин. Чтобы оценить биоактивную конформацию были также определены конформационные профили некоторых биологически испытанных D-замещенных аналогов пептида Т. Установлено, что энергетически предпочтительное формирование β-поворота как элемента вторичной структуры на С-концевом участке пептида Т, является необходимым для связывания со специфическими рецепторами.

 

Ахвердиева Г.А., Набиев А.М., Годжаев Н.М.

В рамках механической модели установлены энергетические и геометрические параметры низкоэнергетических состояний пептидов геморфина-4 (Journal of Qafqaz University, N.17, p.107-111, 2006), VV- геморфина-4 (Journal of Qafqaz University, N.17, p.63-69, 2006), LVV- геморфина-4 (Journal of Qafqaz University, N.19, p.87-94, 2007) и LVV-геморфина-7 (Journal of Qafqaz University, N.23, p.72-78, 2008). Установлено, что оптимальные по энергии конформации исследованных молекул характеризуются наличием поворота пептидной цепи на сегменте Pro-Trp центрального тетрапептидного участка Tyr-Pro-Trp-Thr, последовательность которого соответст­вует геморфину-4. Полученные данные. позволяют рассматривать указанный тетрапептид как активный центр, обеспечивающий специфичность функционирования геморфинов.

Ахвердиева Г.А., Годжаев Н.М.

С использованием теоретического подхода проведен сравнительный анализ пространственных структур дерморфина, дельторфина I и дельторфина II - эндогенных опиоидных пептидов, изоли­ро­ванных из кожи амфибий и избирательно связывающихся с мю-, дельта I- и дельта II –рецеп­торами. Были выяснены конформационные особенности каждого пептида и общие конфор­мационные свойства, отвечающие проявляемому ими анальгетическому эффекту. (Journal of Qafqaz University, N.19, p.51-54, 2007).

Ахвердиева Г.А., Годжаев Н.М., Набиев Н.С.

Методами молекулярной механики и квантовой химии исследованы пространственная и электронная структуры молекул киоторфина (Tyr-Arg) и его активного аналога (Tyr-DArg), проявляющих анальгетический эффект. Установлено, что D-изомеризация остатка во второй позиции реализует лишь конформации свернутого типа. Сделан вывод, что именно такой тип конформации ответственен за анальгетический эффект этих пептидов (Биофизика, т.50, №1, с.5-12, 2005).

Ахвердиева Г.А.

Проведен теоретический конформационный анализ молекулы неокиоторфина, рассмотрены некоторые аспекты его структурно-функциональной зависимости. Установлены энергетические и геометрические параметры низкоэнергетических конформаций, моделирующих пространственное строение данной молекулы, выявлены силы, стабилизирующие эти структуры. Установлено, что спиральные или частично-спиральные (цепь которых спирализуется начиная с N– или C–конца молекулы) конформации отвечают наиболее стабильным состояниям пептидной молекулы (Journal of Qafqaz University, N.14,p.7-14, 2004).

Ахвердиева Г.А., Ахмедов Н.А., Годжаев Н.М.

Методом теоретического конформационного анализа исследованы пространственные структуры бета- и гамма -меланотропинов. Определены энергетические и геометрические параметры стабильных состояний исследованных пептидов, выявлены конформационные особенности каждой из них.Установлено, что в оптимальных структурах центральный физиологически активный участок, а также и N- и C-концы обеих молекул в пространстве сближены. Предположено, что данные молекулы проявляют одинаковые функции, находясь именно в конформациях такого типа.(Int. J. Peptide Protein Res., v.27, p.95-112, 1986), (University of Istanbul, faculty of science. The Journal of astronomy and physics, v.61, p.61-66, 1996).

Годжаев Н.М.

Tеоретическими методами была исследована молекула бычьего панкреатического трипсинового ингибитора, состоящей из 58 аминокислотных остатков. Пространственная структура данного белка была исследована на основе фрагментарного разбиения. На основе расчета был предложен механизм спонтанной безошибочной самосборки полипептидной цепи, предложена трехмерная структура молекулы панкреатического трипсинового ингибитора, а также исследована конформационная подвижность полипептидной цепи и аминокислотных остатков. На основе пространственного строения панкреатического трипсинового ингибитора были исследованы конформационные возможности аминокислотных остатков, составляющих его активный центр, изучены невалентные комплексы трипсина с различными субстратами, электронно-конформационные аспекты взаимодействия панкреатического трипсинового ингибитора с активным центром трипсина (Доклады АН Аз.ССР, 1985, т. 41, № 7, с.24-26;1984, с.24-26: Studia Biophysica, v.113, N 1-2, p.89-94, 1986: Молекулярная биология 1986, т. 20, вып. 1, с. 102-119; 1986; т. 20, вып.2, с.346-355;1984, № 5, с.1432-1435: Вестник БГУ, 2003, №1, s.17-36).

Агаева Г.А.

Методом молекулярной механики было исследовано пространственное строение молекулы глюкагона, проявляющего противоположное инсулину действие, т.е. увеличивает уровень глюкозы в крови. На основе фрагментарного анализа были определены энергетические и геометрические параметры оптимальных конформационных состояний молекулы глюкагона. Было показано, что в полярной среде пространственное строение глюкагона можно описать двумя семействами стабильных конформаций, различающихся формой основной цепи конформационно жесткого участка (7-26).Полученные в результате расчетов результаты оказались в удовлетворительном соответствии с экспериментальными структурными данными (Baku University News, ser. physical-mathematical and technical sciences, N2, p.32-38, 2000). На следующем этапе исследования на основе конформационного анализа молекулы глюкагон были исследованы структурно-функциональные взаимосвязи молекулы и ряда ее аналогов (Baku University News, series of physical-mathematical and technical sciences, N1, p.85-92, 2000: The Journal of Astronomy and Physics, Istanbul University, v.62, p.59-65, 2000). С помощью структурных параметров, полученных путем анализа спектров кругового дихроизма и результатов теоретического конформационного анализа глюкагона было проведено сравнительное структурное исследование молекулы в различных средах ( водный раствор, липидный раствор и раствор додецилсульфата натрия). Сравнительное структурное исследование двумя методами выявило существенное соответствие полученных результатов (Journal of Applied Spectroscopy, v.72, N 3, p.447-453, 2005).

 

Агаева Г.А.

Методом молекулярной механики были исследованы конформационные особенности молекулы секретина человека, который своей первичной структурой отличается от ранее исследованного секретина свиньи двумя аминокислотными остатками. Знание конформационных свойств данного нейропептида представляет определенный научный интерес, поскольку это позволит выяснить механизм действия молекулы, которую в последние годы используют в лечении аутизма. Проведенное исследование показало, что секретин человека обладает более ограниченными конформационными возможностями. Энергетически предпочтительная конформация секретина человека формирует большой сегмент альфа-спиральной в С-концевой части молекулы (Transactions of ANAS, ser. physical-mathematical and technical sciences, v. XXII, N 5,100-110, 2002). Благодаря сходству первичной структуры и некоторых функциональных свойств глюкагон, секретин и вазоактивный пептид относят в одно семейство нейропептидов, сравнение конформационных особенностей которых в различных средах представляет большой научный интерес. Используя результаты теоретического конформационного анализа и данные анализа спектров КД для этих трех родственных молекул было проведено сравнительное структурное исследование в различных средах. Было показано, что все три молекулы предпочтительно формируют большой альфа-спиральный сегмент в С-концевой части. Предполагается, что именно альфа-спиральная структура востребована для лиганд-рецепторного взаимодействия этих пептидов, что указывает на общий механизм их действия (The Journal of Astronomy and Physics, Istanbul University, v.62, p.45-52, 2000: Transactions of Azerbaijan National Academy of Sciences, ser. physical-mathematical and technical sciences, v.XXIV, N 2, p.135-149,2004).

 

Агаева Г.А., Годжаев Н.М.

Методом молекулярной механики были исследованы конформационные особенности пентапептида иммуноглобулина Е и его структурных аналогов. Являясь пептидными ингибиторами иммуноглобулина Е они обладают антиаллергической активностью на коже. Исследование пространственного строения этих пептидных ингибиторов необходимо для моделирования новых селективно действующих аналогов. Было показано, что эти пептиды в полярной среде предпочтительно формируют похожие квазициклические структуры (Biofizika, v.45, N 4, p.581-85, 2000. Baku University News, ser. natural sciences, N1, p.98-104, 2000). Для определения центров связывания были определены электронные структуры и величины дипольных моментов в отдельных конформационных состояниях молекул методом квантово-химических расчетов (Journal of Qafqaz University, 2006, №17, с.77-85).

 

Агаева Г.А., Годжаев Н.М.

Исследованы пространственное строение и структурно-функциональные взаимосвязи пяти нонапептидов calliFMRFамидов. Эти нонапептиды обладают большим сходством первичных структ, однако биологическое воздействие проявляют только три нонапептида из пяти. С этой точки зрения определение конформационных свойств таких похожих пептидов представляет большой научный интерес. Данное исследование показало, что нонапептиды, проявляющие биологическую одинаковую активность формируют похожие пространственные структуры, а нонапептиды, не имеющие биологической активности, формируют разные пространственные структуры. В итоге из сравнения энергетически предпочтительных конформаций биологически активных нонапептидов были выделены общие структурные характеристики, необходимые для связывания с рецептором (Russian Journal of Bioorganic Chemistry, v.29, N 2, p.117-26, 2003: Transactions of ANAS, ser. physical-mathematical and technical sciences, v. XXII, N 2, p.84-92, 2002).

 

Агаева Г.А.

Для определения механизма образования хелатных структур тетрапептидных сегментов белков с катионами был использован метод теоретического конформационного анализа. Исследование конформационных возможностей тетрапептидов проводилось без катиона и в связанном с катионом состоянии, что позволяло наблюдать конформационные изменения тетрапептидов. В результате теоретических расчетов были выявлены энергетически предпочтительные хелатные структуры тетрапептидов (Transactions of ANAS, ser. physical-mathematical and technical sciences, v.XX, N 5, p.77-82, 2000: Baku University News, ser. natural sciences, N2, p.83-93, 2002).

 

Агаева Г.А.

Методом теоретического конформационного анализа были определены конформационные особенности фибриноген-связывающих пептидных антикоагулянтов и их биологически активных и неактивных аналогов. На основе полученных рассчитанных результатов были проанализированы основные характеристики оптимальных конформаций биологически активных пептидов , в соответствии которыми были предложены новые искусственные аналоги пептидных антикоагулянтов (Transactions of ANAS, ser. physical-mathematical and technical sciences, v. XXI, N 2,5, p.79-86, 2001).

 

Агаева Г.А.

Методом молекулярной механики исследованы конформационные возможности пентапептида YIGSR (Baku University News, ser. physical-mathematical and technical sciences, N3, p.53-62, 2002) и нонапептида CDPGYIGSR ламинина с антиметастазной активностью (Baku University News, ser. physical-mathematical and technical sciences, N1, p.106-116, 2009) и его биологически активных амидированных аналогов. На основе расчетов была определена наиболее вероятная биологически активная конформация для пентапептида, которая без существенных изменений была сохранена в энергетически предпочтительной конформации нонапептида и в стабильных структурах амидированных аналогов.

 

Агаева Г.А., Керимли Н.Н., Годжаев Н.М.

Методом теоретического конформационного анализа были исследованы пространственное строения и структурно-функциональные взаимосвязи двух тахикининовых нейропептидов, нейрокинина А и нейрокинина В, а также их синтезированных глицин-монозамещенных аналогов (Biofizika, v.50, N 2, p.203-14, 2005; N 3, p.404-12, 2005; N 2, p.613-22, 2005). Было показано, то каждая из молекул формируют набор стабильных конформаций со схожими формами основной цепи. В результате исследования и сопоставления конформационных возможностей глицин-монозамещенных аналогов и природных молекул были определены ключевые аминокислотные остатки, участвующие как в структурной организации, так и необходимые для биологической активности.

Агаева Г.А.

Методом молекулярной механики исследованы и сопоставлены конформационные свойства тахикининовых нейропептидов вещества Р ,нейрокинина В, физалаемина, кассинина и некоторых их агонистов и антагонистов (Вестник БГУ , сер. физ.мат.наук, 2006, №4, с.139-147: Biopolymers (Peptide Science), v.71, N.3, p.329, 2003: Journal of Qafqaz University, 2007, №19, 30-36). Было показано, что нейропептиды с похожими первичными структурами и их агонисты обладают одинаковыми конформационными свойствами.

 

Агаева Г.А., Ганбарова Ш.Г., Алиев Р.Э.

Методом молекулярной механики были исследованы конформационные свойства биомаркера костного метаболизма- остеокальцина (7-19). Благодаря наличию нескольких остатков пролина, ограничивающего возможности основной цепи молекулы, остеокальцин (7-19) формирует только неупорядоченные структуры. В результате расчетов для данной молекулы был получен набор похожих пространственных структур, различающихся числом бета-изгибов и их месторасположением. Используя геометрические параметры , известные из экспериментальных работ, из набора стабильных конформаций была выбрана наиболее вероятная конформация в качестве модели биомаркера (Baku University News, ser. physical-mathematical and technical sciences, N3, p.106-116, 2004, N4, p.149-156, 2004).

 

Агаева Г.А., Ахмедов Н.А., Попов Е.М.

Методом теоретического конформационного анализа были определены пространственная и структурно-функциональная организация молекулы секретина, участвующего в важных процессах центральной нервной и пищеварительной системах живого организма. Впервые молекула секретина была обнаружена в С-клетках желудочно-кишечного тракта свиньи, а затем в центральной нервной системе свиньи. На основе фрагментарного анализа было показано, что пространственное строение молекулы секретина может быть описано двумя группами стабильных конформаций. Конформации каждой группы различаются формой относительно жесткого фрагмента (7-26). В первой группе конформаций на данном фрагменте реализуется большая альфа-спиральная структура, а во второй группе на этом участке –два спиральных сегмента соединены бета-изгибом цепи. На основе полученных результатов с помощью замен определенных остатков были предложены конформационно-ограниченные аналоги секретина, каждый из которых реализует одну из стабильных конформаций природной молекулы (Molecular Biology, v. 21, p.164-173, 1987; p.174-181, 1987; p.182-188, 1987).

Bookmark and Share
© Bakı Dövlət Universiteti