Առաքելով, Գրիգոր Գալուստի

Биология

Աշխատանքը նվիրված է պիրինի երրորդային կառուցվածքի de novo մոդելավորմանը և դրա փոխազդեցությունների դինամիկայի ուսումնասիրությանը ապոպտոզի հետ կապված սպիտակուցների հետ։ Հետազոտությունը գտնվում է կառուցվածքային կենսաինֆորմատիկայի և մոլեկուլային կենսաբանության այն ոլորտում, որտեղ համակարգչային մեթոդներով ուսումնասիրվում են սպիտակուցների տարածական կառուցվածքը, դրանց կայունությունը, կոնֆորմացիոն փոփոխությունները և այլ սպիտակուցների հետ փոխազդեցության առանձնահատկությունները։ Պիրինը մարդու իմունային համակարգի հետ կապված կարևոր սպիտակուց է, որի կառուցվածքային կազմակերպման և սպիտակուց-սպիտակուց փոխազդեցությունների ուսումնասիրությունը կարող է օգնել հասկանալու բջջային ազդանշանային գործընթացների և բորբոքային արձագանքների մոլեկուլային հիմքերը։ Աշխատանքի հիմնական խնդիրներից մեկը պիրինի երրորդային կառուցվածքի համակարգչային վերականգնումն է այն պայմաններում, երբ ամբողջական փորձարարական կառուցվածքային տվյալները կարող են սահմանափակ լինել։ De novo մոդելավորման մոտեցումը ենթադրում է սպիտակուցի տարածական կառուցվածքի կանխատեսում՝ հիմնվելով ամինաթթվային հաջորդականության, կառուցվածքային օրինաչափությունների և էներգետիկ չափանիշների վրա։ Այս գործընթացում գնահատվում են սպիտակուցային շղթայի հնարավոր կոնֆորմացիաները և ընտրվում են առավել հավանական տարածական կառուցվածքները։ Ստացված մոդելը կարող է հետագայում ենթարկվել կառուցվածքային և էներգետիկ վավերացման՝ դրա երկրաչափական և ֆիզիկաքիմիական իրատեսությունը գնահատելու համար։ Հետազոտության հաջորդ կարևոր ուղղությունը պիրինի և ապոպտոզի գործընթացներում ներգրավված սպիտակուցների փոխազդեցության ուսումնասիրությունն է։ Սպիտակուցների փոխազդեցությունը սովորաբար կախված է դրանց մակերևույթների տարածական համապատասխանությունից, լիցքավորված և հիդրոֆոբ հատվածների բաշխումից, ջրածնային կապերից և այլ ոչ կովալենտ փոխազդեցություններից։ Այդ պատճառով աշխատանքում կարող են ուսումնասիրվել այն հատվածները, որոնց միջոցով պիրինը ճանաչում և կապվում է գործընկեր սպիտակուցների հետ։ Հատուկ նշանակություն ունի ոչ միայն փոխազդեցության ստատիկ կառուցվածքը, այլև դրա դինամիկան։ Մոլեկուլային դինամիկայի մոդելավորումը հնարավորություն է տալիս հետևելու սպիտակուցների շարժումներին ժամանակի ընթացքում և գնահատելու, թե ինչպես են փոփոխվում դրանց կոնֆորմացիաները փոխազդեցության ընթացքում։ Այդպիսի մոտեցումը թույլ է տալիս ուսումնասիրել կապման կայունությունը, շարժունակությունը, կառուցվածքային տատանումները և փոխազդեցության մեջ ներգրավված ամինաթթվային մնացորդների վարքագիծը։ Հետազոտության մեջ կարող են կիրառվել նաև մոլեկուլային դոքինգի մեթոդներ՝ պիրինի և թիրախային սպիտակուցների հնարավոր կապման դիրքերը կանխատեսելու համար։ Դոքինգի արդյունքում ստացված մոդելների հետագա դինամիկ ուսումնասիրությունը հնարավորություն է տալիս տարբերակել առավել կայուն փոխազդեցությունները և պարզել, թե կապման ընթացքում որ կառուցվածքային փոփոխություններն են առավել նշանակալի։ Աշխատանքի կարևոր գիտական խնդիր է նաև պիրինի կառուցվածքի և նրա ֆունկցիոնալ հատկությունների փոխկապակցվածության ուսումնասիրությունը։ Սպիտակուցի նույնիսկ փոքր կոնֆորմացիոն փոփոխությունները կարող են ազդել փոխազդեցության մակերևույթների հասանելիության և այլ սպիտակուցների հետ կապվելու կարողության վրա։ Հետևաբար կառուցվածքային մոդելավորումը կարող է լրացուցիչ պատկերացում տալ այն մեխանիզմների մասին, որոնց միջոցով պիրինը մասնակցում է բջջային ազդանշանային գործընթացներին։ Հետազոտության արդյունքները կարող են օգտակար լինել նաև հիվանդությունների մոլեկուլային մեխանիզմների ուսումնասիրման համար, քանի որ պիրինի կառուցվածքային և ֆունկցիոնալ խանգարումները կապված են մարդու իմունային համակարգի մի շարք պաթոլոգիական գործընթացների հետ։ Ընդհանուր առմամբ, աշխատանքը համադրում է de novo սպիտակուցային մոդելավորումը, մոլեկուլային դոքինգը և մոլեկուլային դինամիկայի ուսումնասիրությունը՝ նպատակ ունենալով բացահայտել պիրինի տարածական կառուցվածքի և ապոպտոզի հետ կապված սպիտակուցների հետ դրա փոխազդեցության առանձնահատկությունները։ Այդպիսի հետազոտությունը կարող է ընդլայնել պատկերացումները սպիտակուցների կառուցվածք-ֆունկցիա կապի, սպիտակուցային փոխազդեցությունների մոլեկուլային հիմքերի և բջջային կարգավորման գործընթացների վերաբերյալ։