Квантовая запутанность в паре ионов цинка РНК-зависимой РНК-полимеразы флавивирусов и ее роль в реакции полимеризации
https://doi.org/10.29235/1561-8323-2024-68-5-365-372
Аннотация
Белок полимеразы флавивирусов в процессе реакции полимеризации претерпевает структурные изменения. Белок содержит два атома цинка, каждый из которых координируется четырьмя аминокислотами белка. Рассмотрена возможность квантового перехода в атомах цинка. Показано, что в силу квантовой запутанности этот переход происходит совместно в обоих атомах. С помощью моделирования молекулярной динамики показано, что малые возмущения структуры, связанные с совместным переходом атомов цинка, приводят к изменениям третичной структуры полимеразы. Обсуждается возможность обозначенного явления в других цинксодержащих белках.
Об авторах
У. В. Потапова
Белорусский государственный технологический университет
Беларусь
Беларусь
Потапова Ульяна Валерьевна – ассистент.
ул. Свердлова, 13а, 220006, Минск
С. И. Феранчук
Беларусь
Феранчук Сергей Ильич – канд. физ.-мат. наук.
А. В. Батяновский
Объединенный институт проблем информатики Национальной академии наук Беларуси
Беларусь
Беларусь
Батяновский Александр Валерьевич – канд. физ.-мат. наук, ст. науч. сотрудник.
ул. Сурганова, 6, 220012, Минск
Д. С. Матусков
Белорусский государственный технологический университет
Беларусь
Беларусь
Матусков Дмитрий Сергеевич – студент.
ул. Свердлова, 13а, 220006, Минск
И. Д. Феранчук
Белорусский государственный университет
Беларусь
Беларусь
Феранчук Илья Давыдович – д-р физ.-мат. наук, профессор.
пр. Независимости 4, 220030, Минск
Список литературы
1. Quantum biology / N. Lambert [et al.] // Nature Phys. – 2013. – Vol. 9. – P. 10–18. https://doi.org/10.1038/nphys2474
2. Гармаза, Ю. М. Цинк в живом организме: биологическая роль и механизмы действия / Ю. М. Гармаза, Е. И. Слобожанина. – Минск, 2021. – 189 с.
3. Crystal structure of the RNA polymerase domain of the West Nile virus non-structural protein 5 / H. Malet [et al.] // J. Biol. Chem. – 2007. – Vol. 282, N 14. – P. 10678–10689. https://doi.org/10.1074/jbc.m607273200
4. Crystal structure of the dengue virus RNA-dependent RNA polymerase catalytic domain at 1.85-angstrom resolution / T. L. Yap [et. al.] // J. Virol. – 2007. – Vol. 81, N 9. – P. 4753–4765. https://doi.org/10.1128/jvi.02283-06
5. Crystal structure of the Dengue virus NS5 protein reveals a novel inter-domain interface essential for protein flexibility and virus replication / Y. Zhao [et al.] // PLoS Pathog. – 2015. – Vol. 11, N 3. – Art. e1004682. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1004682
6. Lu, G. Crystal Structure of the full-length Japanese encephalitis virus NS5 reveals a conserved methyltransferase-polymerase interface / G. Lu, P. Gong // PLoS Pathog. – 2013. – Vol. 9, N 8. – Art. e1003549. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1003549
7. Analytic model of a multi-electron atom / O. D. Skoromnik [et al.] // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. – 2017. – Vol. 50. – Art. 245007. https://doi.org/10.1088/1361-6455/aa92e6
8. Tavis, M. Approximate Solutions for an N-Molecule-Radiation-Field Hamiltonian / M. Tavis, F. W. Cummings // Phys. Rev. – 1969. – Vol. 188, N 2. – P. 692–695. https://doi.org/10.1103/physrev.188.692
9. Radiation-induced interaction potential of two qubits strongly coupled with a quantized electromagnetic field / I. D. Feranchuk [et al.] // Phys. Rev. A. – 2020. – Vol. 102, N 4. – Art. 043702. https://doi.org/10.1103/physreva.102.043702
10. The Amber biomolecular simulation programs / D. A. Case [et al.] // J. Comput. Chem. – 2005. – Vol. 26, N 16. – P. 1668–1688. https://doi.org/10.1002/jcc.20290
11. Gong, P. Structural basis for active site closure by the poliovirus RNA-dependent RNA polymerase / P. Gong, O. B. Peersen // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 2010. – Vol. 107, N 52. – P. 22505–22510. https://doi.org/10.1073/pnas.1007626107
12. Klug, A. Zinc fingers: a novel protein fold for nucleic acid recognition / A. Klug, D. Rhodes // Cold Spring Harb. Symp. Quant. Biol. – 1987. – Vol. 52. – P. 473–482. https://doi.org/10.1101/sqb.1987.052.01.054
13. Iwahara, J. Speed-stability paradox in DNAscanning by zinc-finger proteins / J. Iwahara, Y. Levy // Transcription. – 2013. – Vol. 4, N 2. – P. 58–61. https://doi.org/10.4161/trns.23584
Рецензия
Просмотров: 210
Послать статью по эл. почте 