В результате исследования была построена модель длинного фрагмента тонкой нити сердечной мышцы и проведены расчёты изменения функциональных характеристик в ответ на некоторые хорошо изученные аминокислотные замены в тропомиозине. Полученные данные показали, что добавление тропомиозина к нити актина существенно увеличивает её изгибную жесткость, как было ранее найдено экспериментально. Двойная стабилизирующая замена D137L/G126R приводит к дальнейшему увеличению изгибной жёсткости нити, а замена S215L, наоборот, — к её снижению, что также соответствует данным, полученным другими исследователями.

«Наша группа занимается молекулярно-динамическим моделированием белков тонкой нити в клетках сердечной мышцы. Сокращением поперечно-полосатых мышц управляют регуляторные белки — тропонин и тропомиозин, ассоциированные с тонкими актиновыми нитями в саркомерах. В зависимости от концентрации ионов Ca2+ тонкая нить перестраивается, и тропомиозин смещается по её поверхности, открывая или закрывая доступ к актину для моторных доменов миозиновых молекул и вызывая сокращение или расслабление соответственно. Известно, что многие точечные аминокислотные замены в тропомиозине приводят к генетическим патологиям — мио- и кардиомиопатиям. Мы показали, что используя методы молекулярной динамики можно проводить численное исследование влияния одиночных аминокислотных замен на структуру и динамику тонких нитей и изучать эффекты, приводящие к нарушениям регуляции мышечного сокращения», – прокомментировала исследование автор статьи, доктор физико-математических наук и сотрудница лаборатории биомеханики НИИ механики МГУ им. М.В. Ломоносова Н. А. Кубасова.

Предложенная модель может быть использована как полезный инструмент выяснения молекулярных механизмов некоторых известных генетических заболеваний и оценки патогенности недавно обнаруженных генетических вариантов.