Молекулярное моделирование строения и функционирования метаботропных глутаматных рецепторов и компьютерный дизайн их потенциальных лигандов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ
Беленикин, Максим Сергеевич
АВТОР
|
||||
кандидата химических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
Москва
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
2004
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
02.00.03
КОД ВАК РФ
|
||
|
МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕ11И ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М.В. ЛОМОНОСОВА
ХИМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
На правах рукописи УДК 541.6:547.96:577.1
БЕЛЕНИКИН Максим Сергеевич
МОЛЕКУЛЯРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРОЕНИЯ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ МЕТАБОТРОПНЫХ ГЛУТАМА ГНЫХ РЕЦЕПТОРОВ И КОМПЬЮТЕРНЫЙ ДИЗАЙН ИХ ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ
ЛИГАНДОВ
(02.00.03-0рпшическая химия) (02.00.10-Биоорганическая химия)
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук
Москва-2004
Работа выполнена в лаборатории органического синтеза кафедры органической химии Химического факультета Московского государственного университет им. М. В. Ломоносова.
Научные руководители: академик РАМ, доктор химических наук,
профессор Зефиров Николай Серафимович
кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник Пялюлин Владимир Александрович
Официальные оппоненты: профессор, доктор химических наук
Немухин Александр Владимирович
доктор биологических наук, кандидат химических наук Гулашева Татьяна Александровна
Ведущая организация: Институт биохимии им. А.II.Баха РАН
Защита состоится К) марта 2004 года в Д часов на заседании диссертационного совета Д 501.001.69 при МГУ им. М.В.Ломоносова по адресу: 119992 Москва, В-234, Ленинские горы, д. 1, стр. 3, Химический факультет МГУ, ауд. 337.
С диссертацией можно ознакомиться н библиотеке Химического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова.
Автореферат разослан "К)'' февраля 2004 т. Ученый секретарь
диссертационного совета Д 501.001.69, доктор химических наук
^¿1£ Ь Т.В.Магдесисна
ШШ67
Актуальность темы. Направленный дизайн новых высокоэффективных биологически активных веществ рассматривается как одна из важных проблем современной органической химии. Актуальным направлением в рамках этой проблемы является конструирование новых лигандов рецепторов глутаматэргичсской системы, занимающей ключевое место в функционировании центральной нервной системы (ЦНС) человека. Глутаматэргическая система включает рецепторы двух типов - ионотролные (¡01и) и метаботропные глутаматные рецепторы (ш01и). Рецепторы ш01и, открытые немногим более десятн лет назад, участвуют в процессах тонкой регуляции функционирования ЦНС и могут служить в качестве важных биомишеней для лечения нейро-дегенеративных заболеваний (болезни Альцгсймера, Паркинсона и др.).
Поэтому молекулярное моделирование механизма функционирования метабо-тропных глутаматных рецепторов с целью направленного дизайна эффективных и селективных лигандов приобретает важное значение, открывая дополнительные возможности исследования особенностей функционирования ЦНС и, таким образом, оказания направленного воздействия на нее.
Целью работы является моделирование и компьютерный поиск новых потенциальных лигандов шОи рецепторов, исследование структурных модификаций известных лигандов, способствующих увеличению их активности и селективности, моделирование строения и механизма функционирования димера ггЮ1и рецептора: лиганд-связы-вающих доменов восьми известных в настоящее время подтипов тС1и рецепторов, трансмембранных доменов, участвующих в связывании неконкурентных антагонистов и аллостерических модуляторов передачи сигнала, а также домена, богатого цис-теиновыми остатками и С-концевого домена. В качестве целей работы также рассматривалось изучение лигапд-рецепторных взаимодействий для рецепторов всех подтипов тИи рецепторов с известными агонистами и антагонистами, проведение молеку-лярно-дннамических расчетов лигаид-рецепторных комплексов всех подтипов тО!и рецепторов для поиска структурных особенностей лигандов, влияющих на процесс открытия-закрытия лиганд-связывающих доменов, осуществление виртуального скрининга баз данных органических соединений для поиска потенциальных лигандов ш61и рецепторов.
Научная повита. В работе впервые проведено построение полной структурной модели функционирования димера метаботропного глутаматного рецептора, впервые проведены оценки вариантов пространственных укладок для доменов, богатых цис-теиновыми остатками и С-концевых доменов, а также построение их пространственных структур. Впервые для вссх восьми подтипов шИи рецепторов проведен сравнительный анализ строения лиганд-связывающих центров (ЛСЦ) и лигаид-рецепторных взаимодействий для большого числа известных агонистов и антагонистов, исследовано молекулярно-динамическое поведение лиганд-рсцспторных комплексов. На основании результатов расчетов и литературных данных обобщены и сформулированы общие требования, которым должны удовлетворять потенциальные лиганды пЮ1и рецепторов. Предложены новые пути модификации известных лигандов для увеличения их активности на тС1и рецепторы. С использованием методологии виртуального скрининга построены обогащенные потенциальными лигандами ш01а рецепторов сфокусированные библиотеки органических соединений. Предложена более точная по сравнению с литературной методология построения множественного выравнивания аминокислотных последовательностей транс.чембранных доменов й-белок сопря-
женных рецепторов за счет использования при его построении информации о большом числе G-белок сопряженных рецепторов, относящихся к разным классам. Предложена модель, объясняющая различную эффективность и селективность лигандов по отношению к разным подтипам mGlu рецепторов (п том числе и при одинаковом строении лиганд-связывающих центров) и учитывающая внутри- и междоменные взаимодействия.
Практическая значимость. Модели пространственных структур аминоконцепых лиганд-связывающих доменов mGlul-mGluS рецепторов могут быть использованы для сравнительного изучения белок-лигандных взаимодействий с целью направленного дизайна лигандов, проявляющих селективное и эффективное действие на различные подтипы mGlu рецепторов. Предложенные варианты модификации известных лигандов, а также сконструированные на основе генерации новые органические структуры могут использоваться для разработки потенциальных нейропротекторных препаратов. Предложенная модель функционирования mGlu рецепторной системы позволила объяснить ряд экспериментально определенных особенностей поведения системы, а примененный при ее разработке подход может быть использован при разработке моделей функционирования других рецепторных систем. Построенные модели пространственных структур доменов, богатых цистеиновыми остатками, могут быть использованы для моделирования строения и функционирования подобных доменов в других тинах G-белок сопряженных рецепторов класса С, а предложенный для их расчета подход позволяет существенно снизить вероятность ошибки при расчете варианта пространственной укладки белкового домена и может быть применен для оценки вариантов пространственной укладки белковых доменов в случае наличия достаточного числа подтипов моделируемого белка. Результаты модскулярпо-дина-мических расчетов для лиганд-рсцспторных комплексов, а также информация о ее динамическом поведении могут быть использованы для модификации оценочных функций с целыо более точного предсказания свободной энергии связывания лшанда с mGlu рецепторами. Построенные модели трансмембраниых доменов и их димеров могут применяться для моделирования строения подобных систем в других G-белок сопряженных рецепторах класса С, а модели внутрикнеточных С-концевых доменов могут рассматривался в качестве исходных при нз>чении и.\ взаимодействия с G-белками как для mGlu, гак и других рецепторов.
Апробация работы. Резульшы работы были представлены на 1 Всероссийской электронной конференции по биоинформатике (Москва, 2000); международной шко-ле-семннарс по компьютерной автоматизации и информатизации в науке и технике (Москва, 2000); II Индо-америкапском семинаре по применению математической химии для разработки лекарственных препаратов, оценки токсичных воздействий на окружающую среду, в хемоинформатике и биоинформатике (Дулут, США, 2000); II и III Всероссийских конференциях "Молекулярное моделирование" (Москва, 2001, 2003); II международном симпозиуме "Компьютерное обеспечение химических исследований" (Москва, 2001); III и VI Всероссийских школах-конференциях ио квантовой и вычислительной химии им. В.А. Фока (Великий Новгород, 2001, 2003); VII, VIII и X Всероссийских национальных конгрессах "Человек и лекарство" (Москва, 2000. 2001, 2003); I Российской школе-конференции "Молекулярное моделирование в химии, биологии и медицине" (Саратов, 2002); I и II Национальных Конференциях "Информационно-вычислительные технологии в решении фундаментальных научных
проблем и прикладных задач химии, биологии, фармацевтики, медицины" (Москва, 2002, 2003); VIII и X Всероссийских конференциях "Структура и динамика молекулярных систем" (Казань, 2001,2003); XVII международном симпозиуме по химии лекарств (Барселона, Испания, 2002); I Московской международной конференции по вычислительной молекулярной биологии (Москва, 2003); XIV международном симпозиуме "Ongoing Progress in the Receptor Chemistry" (Камерино, Италия, 2003); на Польско-Австрийско-Германо-Венгеро-Итальянском симпозиуме по лекарственной химии (Краков, Польша, 2003).
Публикации. Основное содержание диссертационной работы отражено в 9 статьях и 16 тезисах докладов на конференциях.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, одиннадцати глав, выводов, списка цитируемой литературы (381 работа) и двух приложений. Общий объем диссертации составляет 230 страниц, включая 146 рисунков и 36 таблиц.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы и намечаются основные направления исследований.
Первая глава диссертационной работы посвящена критическому обзору литературы по вопросам строения и особенностям функционирования mGlu рецепторов, а также известным в настоящее время их лигандам (разделы 1.1-1.12).
Вторая глава диссертации состоит из восьми разделов и посвящена описанию построения пространственных моделей аминоконцепого домена mGlu2-mGlu8 (АКД, размер около 450 аминокислотных остатков (а.к.о.)) и его димера; доменов, богатых цнетеиновыми остатками (ДБЦО, около 100 а.к.о); трансмембранных доменов (ТМД, около 260 а.к.о.); С-концевых доменов (СКД, от ~60 до -350 а.к.о., в зависимости от подгруппы), а также построению полной структурной модели димера метаботропных глутаматных рецепторов на примере mGlul рецептора. Схема строения мономера mGlu рецептора приведена на рис. I.
Рис. 1. Схема строения мономера mGlu рецептора. (А) - аминоконцевой домен, связывающий конкурентные лиганды; (В) - домен, богатый цнетеиновыми остатками; (С) - С-концевой домен, сопряженный с G-белком (G); I—"VII - трансмембранный домен, связывающий неконкурентные антагонисты или аллосгерические модуляторы (L) и включающий внеклеточные (Е1-ЕЗ) и внутриклеточные (11-13) петельные области.
В разделе 2.1 дается краткое теоретическое введение, а в разделе 2.2 обсуждается построение с помощью метода моделирования по гомологии моделей открытых и закрытых форм АКД mGlu2-mGlu8 рецепторов (рис. 2) на основе белка-шаблона - определенной с помощью рентгеноструктурного анализа структуры АКД mGiul
рецептора (коды в белковой структурной базе данных - 1EWK, 1EVVV, 1EWT, 1ISS, 11SR). Идентичность аминокислотных последовательностей ЛКД всех подтипов mGlu рецепторов составляет около 40% между группами и около 70% - внутри групп.
В разделе 2.3 описывается построение не определенных из эксперимента структурных фрагментов пространственных структур открытой-открытой и открытой-закрытой форм димера АКД и моделирование закрытой-закрытой формы димера на примере mGlul рецептора, рис. 3.
В разделе 2.4 обсуждается корректность экспериментальных данных относительно взаимных положений АКД. Результаты МД расчетов и анализ ряда экспериментальных данных позволили нам сделать выводы об отличии взаимного расположения АКД п экспериментально определенной структуре димера от такового в натив-ной форме рецептора. Это связано с использованием в эксперименте усеченных форм рецептора, содержащих только АКД, что привело к большому взаимному с.мсщеишо С-концов АКД (рис. 3, слева и в центре). Согласно предложенной нами модели функционирования (глава 9) mGlu рецептора смещения отдельных частей рецептора на расстояния порядка 50 А маловероят ны.
В разделе 2.5 описывается распознавание вариантов пространственных укладок (код Ь. 1.14.1 в соответствии со структурной классификацией белков (SCOP)) и построение модели (рис. 4) ДБЦО при использовании методологии "протягивания" (заключающейся в наложении аминокислотной последовательности (а.к.п.) моделируемого белка на а.к.п. белка-щаблона (с известной пространственной структурой) и оценка предпочтительности такого пространственного строения для моделируемого белка) Для увеличения вероятности корректного определения белка-шаблона расчеты по распознаванию вариантов укладок проводились нами для ДБЦО всех подтипов mGlu рецепторов, а затем осуществлялся выбор наилучших вариантов, подходящих для всех подтипов. Для исключения случайных результатов были проведены обширные статистические перестановочные тесты, В представленной на рис. 4 модели ДБЦО восемь цистеиновых а.к.о. имеют возможность координировать два иона цинка. Результаты расчетов позволили предположить наличие подобного варианта пространственной укладки для класса С G-белок сопряженных рецепторов.
В разделе 2.6 описывается построение пространавенных моделей ТМД mGlu рецепторов (класс С) при использовании в качестве белка-шаблона структуры пеакти-впрованной формы родопсина (класс А, код в белковой базе данных 1L9II). Ввиду существенного различия а.к.п. родопсина и ГМД mGlu рецепторов для увеличения точности построения выравнивания а.к.п. и предсказания границ трансмембранных а-спиралей было использовано большое число специализированных предсказательных методов, а также результаты анализа более 700 аминокислотных последовательное гей G-белок сопряженных рецешоров разных классов методом эволюционного следа. Также это позволило с большой долей вероятности определить области ТМД, ответственные за его димеризацию (олигомеризацию) и провести построение структуры димера ТМД mGlu 1 рецептора (рис. 5). Построенные нами модели ТМД отличаются от описанных в литературе, что объясняется применением нами более точной методо-погии построения выравнивания аминокислотных последовательностей. Сайты связывания неконкурентных лигандов в трансмембранных доменах mGlu рецепторов располагаются на внеклеточной поверхности мембраны (рис. 6). Анализ литературных данных и результатов проведенных нами расчетов позволил сделав вывод об отсутствии при активации mGlu рецепторов обмена а-спиралями ТМД в димере.
В разделе 2.7 описываются результаты распознавания вариантов пространственных укладок для СКД разных подтипов тфи рецепторов при использовании методологии протягивания, которые свидетельствуют о наличии существенных различий структур СКД даже между рецепторами внутри групп.
В разделе 2.8 приводится описание "сборки" полной структурной модели димера т01и рецептора (рис. 7) на примере твЫ подтипа, анализ строения которой позволил выделить ряд областей рецептора, взаимодействие низкомолекулярных лигандов или внутриклеточных белков с которыми может привести к нарушению функционирования рецептора (рис. 8), что согласуется с экспериментальными данными.
1 группа
1<
а
0 N
и
А'0
5-3,5-ОНРО
согн н,м согн
¿■СВОД Е-СВОА
II группа
но2с-<
л
н. ^н.
: СО^Н
йн,
но.
со,н
со,н
1У354740
Ц-ССС-!
\ н со2н
и.н
5-4МвС1и
О-м
Ш хрушю
ео,Н,
н,с
3-АР4
«н
'согн
Э-Ьото-АМРА
ногс согн
нш
о
ГО
З-РРв
АСРТ-1
Бп-АРОС
Рис. 9. Структуры характерных конкурентных агонистов т01и рецепторов.
В третьей главе диссертации (разделы 3.1 и 3.2) проводится сравнительный анализ строения известных лигандов (рис. 9, 10) твЫ рецепторов разных групп и построение фармакофорных моделей для них (рис. 11-13). Анализ строения (размера, расположения и количества фармакофорных групп, наличия заместителей и т.д.) агонистов и антагонистов позволил выявить ряд закономерностей, характерных для лигандов шИи рецепторов. (I) Общим для большинства лигандов является: (1) наличие аминокислотной части и дистальной карбоксильной или биоизостерной ей группы (большая часть лигандов имеет в своей основе глутаматный каркас); (2) наличие гидрофобного линкера; (3) 5-конфигурация заместителей у Са атома. (II) Для агонистов характерно: (1) расстояние между аминокислотной и дистальной карбоксильной группой (или ее биоизостером) меньше порогового значения, составляющего для большинства лигандов около б А; (2) отсутствие заместителя у Са атома; (3) общий заряд 0 для ряда агонистов 1 группы (гидроксипроизводные фенилглицинов); (4) общий заряд -1 для большинства агонистов I и II групп; (5) общий заряд -2 для большинства агонистов III группы; (б) конформация лигандов, имеющих глутаматный каркас, соответствующая вытянутой (анти-анти-, рис. 16) конформации глутамата. (III) Для антагонистов
характерно: (1) наличие заместителя у Ca атома при расстоянии между аминокисло!-Hoii и дистальной карбоксильной группами (или ее биоизостером) меньше порогового значения, составляющего около 6 Л (в случае превышения этого расстояния возможно отсутствие заместителя); (2) общий заряд -1 для антагонистов I группы и ряда антагонистов II и III групп; (3) общий заряд -2 для ряда антагонистов II и III групп, поскольку они имеют либо вместо дистальной карбоксильной группы фосфоновую группу (что объясняется большим размером кармана связывания дистальной кислотной функции по сравнению с I группой), либо имеют две дистальные карбоксильные группы; (4) наличие либо глутаматного фрагмента (или жесткого линкера) и объемного заместителя, либо только жесткого линкера; (5) для лигандов без объемных заместителей связи глициновый фрагмент-линкер и дистальная кислотная функция-линкер лежат на одной прямой (для антагонистов 1 группы); (6) для 4-карбоксифенилглици-нов (антагонистов I группы) имеет место копланарное расположение бензольного кольца и дистальной карбоксильной группы. Введение заместителей в 3 и 5 положения бензольного кольца приводит к нарушению копланарности и появлению агонис-тической активности. Так, S-4-карбокси-З-гидроксифепилглицин является антагонистом mGlul и частичным агонистом mGlu5 подтипа.
СОгН но,с,
H>N'4co,H h>n согн
S-4-CPG
LY367385
S-ЛЮЛ
HO,C-
H NH, IY404B4?
CO,H
1 f. NH, I Ph
co.h H0'C V " h;n CO(h
L-MCCG-I R = СНЗ, I LY341495 R"
II И Ш [руины
ООО
А
A0BD(n-3) нОгС^ '-f
ADHD (n - I)
I^N^COjH N11., Д
СО.Н
ХЕ-ССв-! ' СРРб
Рис. 10. Структуры характерных конкурентных антагонистов т01и рецепторов.
ро,н
1_У367385 Чг, гпС1и1- Юм = 88 цМ тС1и5' Юи > 100 ||М
-"Н и(__ Рис. 14. Примеры моли-
\ НС^С
" 4 " фикаций лш андов, приво-
дящие к увеличению их эффективности, либо селективности.
AIDA H>N С°'Н mGlul- 1Си = г20иМ mGluS 1Ся> 1000цМ
mGluV ICW = 20 цМ iriGIuS ICW>18|.M
б
В разделе 33 рассматривается влияние вариаций структур лигандов на их ре-цепторнз ю активность (рис. 14 и 15), а в разделе 3.4 приводится анализ конформаций молекулы глутаминовой кислоты. Активностью по отношению к гаС1и рецепторам обладает вытянутая (анти-аити-) конформация, что необходимо учитывать при конструировании конформационно-ограннченных лигандов (рис. 16).
а
ho,cv,nh,
LY354740 mG!u2: ЕСИ = 0.005 иМ mG!u3: ЕСИ = 0.024 цМ
ноЯон
Р-
НгмЛ
4 2 а
СО,Н
S-AP4 mGlu4: ech = 02)im mGIu6: есм = 0.9цм mGIu7: есм=150«м mGluB: есы = 0 06цм
HO
L-CCG-1 mG!u2: ЕСИ = 0.5 pM mG!u3: ЕСя = 0.4цМ
hoJ?,oh
58 А
hjn cojh
5-PPG mG!u4: ECM = 5.2 цМ mGlu6: ECw = 4.7|iM mG!u7: ECM = 185 цМ mGllrä: EC„ = 0.2
CO.H
S-Glu mG!u2: еси = 4 (im mG!u3: ECK = 9|A1
HiN^CO^
S-Glu mGIU4: EC„ = 12 mM mGlu8' EC» = 20|iM mGlu7: ECS, = 5400||M mGluä: ЕСи = 20мМ
3.87 а Рис. 15. Пример влияния структурных вариаций агонистов на их активность для рецепторов II (вариант А) и III (вариант В) групп.
Табл. 1. Состав лиганд-связывающих центров аминоконцевых доменов всех подтипов mGlu рецепторов*.
1 группа 11 группа III группа
Подтип метаботропного глутаматного рецептора
mGlul mGlu5 mGlu2 mGlu3 mGlu4 mGluö mGlu7 m01u8
N-концевая доля АКД (агонист-связывающая)
Туг74 Tyr64 Агд57 Arß62 Lys74 Gln64 Asn74 Lys71
Агд78 Arg68 Argöl Arg 6 6 Arg78 Ащ68 Arg78 Ars7S
Scrl64 Serl5l Туг 144 Tyrl48 Gly 158 Ala 153 Glyl58 Alal55
Serl65 ScrJ52 ScrUS SerI49 SerlS9 Ser 154 ScrlS9 Ser156
Ser 186 Serl73 Alal66 Alal70 Ala 180 Alal75 Ala 180 Alal77
ThrlSS T/trl 75 TltrlöS Thrl72 Thrl82 ThrI77 Thrl82 Thrl79
Ш409 Lys396 Lvs377 Lys387 Lvs405 Lys400 Lys407 Lys40I
С-концевая доля АКД
Asp208 Asp 19 5 AsplSS Aspl92 Asp202 Aspl97 Asp202 Aspl99
Tvr236 Tyr223 Tyr216 Tyr220 Tyr230 Tyr22S Tyr230 Tyr227
Glu292 Glu279 Ащ271 Arg275 Asn286 Asn281 Asn288 Asn283
Gly293 Gly280 Ser272 Ser276 Glu287 Glu282 Asp289 Glu284
Asp3IS Asp305 Asp295 Asp299 Asp312 Asp307 Asp314 Asp309
Arg323 Arg310 Leu300 Gln304 Lys317 Lys312 Lys319 Lys314
*) Консервативные а.к.о. выделены жирным шрифтом и курсивом. Нумерация а.к.о. соответствует их нумерации в базе данных SwissProt.
В четвертой главе диссертации (разделы 4.1 и 4.2) описывается сравнительный анализ строения ЛСЦ АКД всех восьми подтипов mGlu рецепторов (табл. 1) и рассматриваются особенности их взаимодействия с разными лигандами. На рис. 17-19 показа-
ны строение ЛСЦ рецептора (на примере шС1и1 подтипа), а также расположение в нем агониста и антагониста. Анализ строения ЛСЦ т01и рецепторов позволил объяснить особенности строения их лигандов и определить требований, которым должны удовлетворять потенциальные лиганды и одним из которых является наличие для аго-ннстов достаточно компактной структуры (без объемных заместителей) и имеющих аминокислотную и дистальную кислотную функции для связывания с ЛСЦ. На рис. 20 показано положение молекулы глутаминовой кислоты в ЛСЦ представителей трех основных групп ш01и рецепторов - т01и 1, пЮ1и2 и пЮ1и4.
В разделах 4.3-4.5 приводится качественное и количественное сравнение и расчет селекгивиостей лигандов, а в разделе 4.6 объясняется коагонистическое действие ионов кальция на некоторые подтипы тОи рецепторов - рис. 21.
В разделе 4.7 приводится краткий сравнительный анализ ЛСЦ трансмембранных доменов ш01и рецепторов, связывающих аллостерические модуляторы (соединения, неактивные индивидуально, но усиливающие действие конкурентных лигандов) и неконкурентные антагонисты (рис. 22). Имеющиеся литературные данные, а также результаты моделирования позволяют сделать выводы о различии сайтов связывания неконкурентных лигандов не только для различных групп, но даже и для различных подтипов тС1и рецепторов внутри групп (рис. 23). За счет этого и достигается их большая эффективность и селективность но сравнению с конкурентными лжандами.
Рис. 22. Неконкурентные антагонисты (РНССС, CPCCOEt, SIB-1757, SIB-1893, МРЕР, BAY36-7620, [3Н]-ЕМ-ТВРС) и аллостсричсскис модуляторы (Ro67-7476, РНССС, Ro64-5229, CFBTE-TPC).
Рис. 23. Связывание неконкурентных антагонистов СРСССЖ (т01и1, слева) и МРЕР (т01и5, справа). Показаны только трансмембранные а-спирали (ТМ I - ТМ VII), а также аминокислотные остатки, играющие ключевую роль для связывания лигандов.
со,н
?°гн
Р^ЬДСРТ-Ш ; г-ЛСША
г-АЮА
«СЗНРв, -=3, Р1=ОН, ю=н но-5-»СРС. '=5, И1=Н. И2=Н 5-М4СРб. '=5. И1=Н, Ю=Ме Э-1.У367366. Я1=Н,
Л>н
N СГ 3-АР4
Н^ согн
3-АР4 ■Я
со;н нгм со2н
(25,45НМО 5-4МеС!и
Н^ С02Н
£3.5-0НР6, Я=ОН 5-НР0, Р=Н.
И°
СО;Н
НУ01А, 1Ч=ОН, Х=СН2 1Л"354740, Х=СН2 ЬУ37926в, ГЧ=Н, Х=0 1-У389795, Я!=Н, Х=Э
Рис. 24. Некоторые из структур лигандов, использованных для проведения молекулярного "докинга".
В пятой главе диссертации (разделы 5.1-5.5) приводится описание расчетов лиганд-рецепторных взаимодействий и поиск оптимальных положений лигандов (рис. 24) в ЛСЦ рецепторов с помощью молекулярного "докинга" известных агонистов и антагонистов в закрытые и открытые формы всех восьми подтипов шИи рецепторов. Были использованы два подхода - "автоматический докинг" (подвижная и гибкая структура лиганда и жесткая структура рецептора) и "ручной докинг" (ручное экспонирование лигандов в ЛСЦ рецепторов - 37 агонистов и 41 антагониста, всего построено 1248 лиганд-рецепторных комплексов). Полученные результаты позволили сделать следующие выводы. (I) Молекулярный докинг позволяет достаточно точно определить положение и ориентацию лигандов в ЛСЦ пЮШ рецепторов. (II) Для антагонистов было рассчитано более предпочтительное взаимодействие с ЛСЦ рецепторов по сравнению с агонистами. (III) Ориентация боковых цепей аминокислотных остатков, образующих ЛСЦ, оказывает значительное влияние на результаты расчетов - значения оценочных функций. (IV) Хотя и удается получить качественные закономерности, связывающие строение лиганда и его биологическую активность, для построения количественных зависимостей необходимо наличие большего числа экспериментальных данных. Используемые в настоящее время оценочные функции не всегда позволяют с достаточной эффективностью предсказывать потенциально активные и селективные лиганды по отношению к определенному подтипу тС1и рецепторов. (V) Количественная связь между строением лигандов ш01и рецепторов и характеристиками их биологической активности имеет сложную зависимость, что существенно ограничивает возможность построения корреляционных уравнений структура-активность для определения наиболее предпочтительных направлений модификации лигандов. Расчеты белок-лигандных взаимодействий по методологии молекулярного докинга позволили получить информацию о строении лиганд-рецепторных комплексов тйи рецепторов и показали необходимость использования дополнительной информации для более точных оценок белок-лигандных взаимодействий, в частности и о динамическом поведении лигандов в ЛСЦ шИи рецепторов.
но,с.
но2с
и> {.«У® Ь
Рис. 2. Совмещенные структуры открытых (слева) и закрытых (справа) форм АКД т01и рецепторов разных групп. Показан ход основной цепи бежа. В мезвдольном пространстве шаро-стержневым изображением показано расположение эндогенного агониста - глутаминовой кислоты (глутамата).
Щ.
Рис. 3. Структура димера АКД т01и1 рецептора: экспериментально определенные открытая-открытая (слева), открытая-закрытая (в центре) и рассчитанная закрытая-закрытая (справа) формы. Шаровым изображением показаны С-концы АКД, связанные с ДБЦО.
Рис. 4. Рассчитанный вариант пространственной укладки для ДБЦО. Овалами отмечены потенциальные области координации ионов цинка. Справа дано схематичное расположение (3-слоев (цифры 1-7),
--образующих В-листы.
7634521 г г
Рис. 5. Схематичное представление расположения а-спиралей в димере т01и1 рецептора, возможное его взаимодействие с другим Б-белок сопряженным рецептором (А) (слева) и строение димера ТМД (вид "сверху" - в центре и вид "сбоку" -справа).
А "
и» ^
Рис. 6. Слева: структура комплекса "ШД с неконкурентным антагонистом СРССТЖ; справа - другое лиганды, также использованные для проведения молекулярного до-кинга.
Рис. 7. Полная структура димера пЮШ рецептора: открытая-открытая (1, 3) и открытая-закрытая (2,4) формы. Вид "спереди" - 1 и 2; вид "сбоку" - 3 и 4. Для ясности, домены между собой не связаны и окрашены разными цветами. Фиолетовым цветом показана структура АКД; бирюзовым - ДБЦО; красным -ТМД и зеленым - СКД.
Рис. 8. Области, в димере твМ рецептора, связывание с которыми может привести к нарушению функционирования рецептора. Красным цветом обведены регионы связывания конкурентных лигандов и ионов металлов (в частности, иона кальция) с внеклеточной частью рецептора; зеленой - с регионами на поверхности мембраны и желтой - с внутриклеточной частью рецептора.
и
да г
I II III IV
Рис. II. Совмещенные структуры: (I) агонистов т01и рецепторов I группы (фиолетовым цветом показана г-СВОА; зеленым - Е-СВ(ЗА; бирюзовым -Ошя; оранжевым - ]Ьо1, глутаминовая кислота выделена стержневым изображением); (П) восьми агонистов т01и рецепторов И группы; (Ш) агонистов Ш группы; (IV) трех селективных агонистов тФи рецепторов разных груш: бирюзовьш цветом показан Ошв (1 группа); зеленым - ЬУ354740 (И группа); фиолетовым - 5-АР4 (III группа). Атомы водорода не показаны. Глутаминовая кислота выделена стержневым изображением. Структуры лигандов см. на рис. 9,10 и 24.
Рис. 12. Совмещенные структуры антагонистов 1 группы (слева) и 11 и 111 групп (справа). Красными сферами обозначены атомы кислорода, синими - атомы азота.
Рис. 13. Совмещенные структуры агонистов I (Ошв), II (1,У354740, АРЭС, DCG.1V) и III (¿г'-АР4, АСРТ-1) групп. Точками показаны объемы, занимаемые глициновыми фрагментами лигандов и их дистальными кислотными функциями.
Шаро-стержневым представлением даны карбонильные и дополнительные карбоксильные группы по сравнению с их числом в глутамате.
й
Ошз С-ДР4 ^
•• ° о
АСР1Ч
О 01
УКРОПА
3cc.iv о
4 У
Гош- гош- конформация Анти-гош- конформация МуГОА рецептор АМРА, КА рецептор
Рис. 16. Коиформации, принимаемые молекулой глутаминовой кислоты при связывайш с мегаботропными и иода/репными гпутаматыми рецепторами.
Анти-анти-конформация ш01и1 рецепгор
• <• - Г
^ к *
О- Аэр31в
У' ' 1 - ЬуКСЭ
, (11 уЯ1
. Г"'-
ит« 1 ^
Рис. 17. Лигаид-связывающий центр ш01и рецепторов, показанный на примере ш01и1 подтипа. Красным, синим и черным цветом изображены положительно, отрицательно заряженные и нейтральные аминокислотные остатки, соответственно. Консервативные аминокислотные остатки показаны жирным шрифтом. Состав ЛСЦ других подтипов можно определелшъ с помощью табл. 1.
СО,Н
Рис. 18. Строение ЛСЦ тбЫ рецептора и положение в нем глутаминовой кислоты в закрытой (слева) и открытой (справа) формах.
Рис. 19. Положение аншонистов (слева - ¿'-МСРв (¿'-метид-4-карбоксифенилгли-цин); справа - ЬУ36736б, ¿'-таоксшгпшметл-4-карбоксифенилглицин) в лиганд-связывающем центре открытой формы ш01и1 рецептора.
Рис. 20. Сравнение положений глутаминовой кислоты в ЛСЦ т01и1 (зеленым цветом), т01и2 (бирюзовым цветом) и ш01и4 (фиолетовым цвегом) рецепторов. Атомы водорода не показаны.
Рис. 21. Влияние связывания иона Са2+ (фиолетовая сфера) на связывание АКД твШ рецептора с глутаминовой кислотой. Дня рецептора красным цветом показана область положительного заряда.
Рис. 25. Структура аминоконцевого домена с множеством лигавдов в лигандсвязы-вающем центре. Кубом ограничена область, по результатам взаимодействия с которой оценивалась свободная энергия связывания лигавдов с рецепторам.
т01и рецепторы I группы
т01и рецепторы Ш группы
т01иб (закрытая форм а)
твЫ (закрытая форма)
п01и7 (засрытвя форио)
тОи рецепторы II группы
Рис. 27. Результаты автоматического докинга базы данных в открытые и закрытые формы АКД т01и2, швЫ, т01и5, твМ подтипов тИи рецепторов. Фиолетовыми квадратами отмечены значения ОФ для известных агонистов, красными треугольниками -для антагонистов.
Рис. 37. Мгновенный снимок фосфоли-пидного бислоя со встроенным в него димером ТМД (молекулы воды не показаны), образованным V, VI и V, VI а-спиралями.
д Относительный п склад домена о ** передачу сигнала,-
О
Подтипы со сходным строением ЛСЦ
J П ЬОХШ инвояя Заметные
юзнгчигельмь! отличия строения
г
отличия строения
_с=> Значительные
т&из отличия
строения
О Относительный о
0 вклад домена в Д передачу сигнала
о о Ло ^г Аж.^
& Дл
шОи1 ШЫ
Итого: действие лиганда
Подтипы с разным строением ЯСЦ
I—> Отличия строения ЯСЦАКД
<=> Отличия строения ТМД
Отличия строения СКД
шб1и1 Итого: действие лиганда
Рис. 38. Схематичное представление относительных вкладов доменов в величину передачи сигнала: слева - для твМ и т01и5 рецепторов, имеющих одинаковое строение ЛСЦ, справа - для т01и1 и тИи4 рецепторов (пример), имеющих разное строение ЛСЦ.
Табл. 2. Число органических структур в обогащенных потенциальными лигандами сфокусированных виртуальных библиотеках для открытых и закрытых форм всех
Подтип рецептора Закрытые формы т01и рецепторов Открытые формы шС1и рецепторов
Агонисты Антагонисты Агонисты Антагонисты
Порог1 Число струкг2 Порог' Число струкг2 Порог1 Число струкг2 Порог' Число струкг2
шС1и1 -25.31 333 -15.22 3923 -25.77 6093 -31.14 1694
ш01и2 -32.92 2174 -38.02 583 -24.68 7673 -30.47 2196
т01иЗ -16.31 4302 -14.55 4626 -24.62 7897 -32.27 1549
т01и4 -32.52 3266 -30.20 4622 -25.87 5300 -31.52 1335
ш01и5 -26.77 6513 -25.61 7262 -26.77 7615 -30.63 3712
тС1иб -29.48 1244 -22.99 3655 -27.28 4064 -30.72 1659
тйЫ -29.62 3797 -30.81 3122 -25.56 5859 -31.44 1351
тОив -31.27 1435 -26.09 3313 -31.54 1959 -36.49 644
Примечание. 1 - пороговое значение оценочной функции, при связывании лучше которого соединение включается в сфокусированную библиотеку. 2 - при увеличении (по модулю) порогового значения удавалось уменьшить максимальное число структур в сфокусированной базе данных в 3-9 раз.
В шестой главе диссертации (разделы 6.1-6.6) описывается применение виртуального скрининга баз данных низкомолекулярных органических соединений в ЛСЦ представителей всех групп т01и рецепторов (рис. 25). Виртуальный скрининг состоял из
препроцессинга баз данных (процедуры их подготовки для проведения молекулярного докинга); подготовки структур ЛСЦ mGlul-mGIuS рецепторов; проведения виртуального скрининга (докинга структур га базы данных); анализа результатов расчетов. По результатам докинга 75 лигандов (35 агонистов и 40 антагонистов) mGlu рецепторов был определен порог значения оценочной функции (различающийся для всех 8 подтипов как в открытой, так и в закрытой формах, табл. 2), при связывании лучше которого органическое соединение из базы данных можно считать потенциальным лигандом. Для расчетов была использована база данных, содержащая около 60000 структур органических соединений. На рис. 26 показано схематичное представление распределения зависимости значений оценочных функций для открытых и закрытых форм mGlu рецепторов (заштрихованная область отвечает пересечению области I с областями II и III и является наиболее перспективной для поиска потенциальных лигандов), а на рис. 27 продемонстрированы результаты автоматического докинга баз данных в ЛСЦ открытых и закрытых форм АКД mGlu2,4,5,7 подтипов рецепторов. Анализ результатов расчетов для всех подтипов mGlu рецепторов позволил существенно повысить точность вычислений по сравнению с использованием только
Рис. 26. Схематичное представление распределения зависимости значений оценочных функций для открытых форм лиганд-рецепторных комплексов (F0, ось ординат) от значений оценочных функций для закрытых форм (F3, ось абсцисс). Область I - локализация произвольно выбранных соединений из БД; области II и III - известных антагонистов и агонистов. Заштрихованная область является наиболее перспективной для поиска потенциальных лигандов.
Таким образом, примененная по отношению к mGlu рецепторам методология виртуального скрининга продемонстрировала свою эффективность и позволила выделить из базы данных, включавшей 60000 структур, сфокусированные библиотеки соединений, в десятки и сотни раз обогащенные потенциальными лигандами mGlu рецепторов по сравнению с исходной базой.
В седьмой главе диссертации (разделы 7.1-7.6) приводятся результаты изучения лигандов, принадлежащих разным классам органических соединений с целью проведения их возможных модификаций для увеличения эффективного и селективного действия по отношению к разным подтипам mGlu рецепторов. В разделе 7.1 обсуждается модификация известных лигандов (рис. 28). В разделе 7.2 описываются возможные варианты модификации селективного антагониста mGlul рецептора - аминоиндандикарбоновой кислоты (S-AIDA), рис. 29, в разделе 7.3 - производных триангуланов (рис. 30), а в разделе 7.4- бицикло[3.3.1]-нонана и бицикло[2.2.1]гептана (рис. 31). Выбор этих структурных классов обусловлен тем, что некоторые из их производных, включающие глутаматный каркас, могут рассматриваться как конформационно-ограниченные аналоги глутамата. Обсуждается расположение областей, связывание с которыми необходимо для проявления у лигандов преимущественно агонистической или анта-
одного подтипа рецептора.
/
/
<? л \ У
( 1 У? \ л V £ \
\ № \ d Г у 1 )
ч \ я Г /
V \
/ JL
/
F«
гонистической активности. В разделе 7.5 рассматриваются примеры структур' пых модификаций для увеличения селективности лигандов.
1 Уьо У^о ^ н5с^ л® Л"СН' Н2М^С02Н Н2М^С02Н н2м^со2н со2н нгм С02Н 5-МеЮи1з й-ОЫй Э-ВпСМг 3-АР4 Й-МАР4
II но,с ногс н^У н'Ч" ,47 НУЧ л(н)— Л.сн, — И Г XX н2ы со2н со2н н2ы со2н ЬССО! МССС1 1_У3414ЭД
III н/Лсу. н^согн «V „Д™' Л „н А0Е0(п-1| НО.С '■С 1 ЗД№ЛВПГ м-лоос 5(34. АООО(" ~ Э> ЬССв! ¿оон
IV ?°гН НОгС"*гл ?о2н /СУ0Н н гл Ч — 0 Ч Л н2Ло2н Дн — АВНхО-1 э-аи (1&ЗЯ)-АСР0 5.0|и НУ01А
V со2н Р0,Нг Р03Н2 С02н ^ ^ X« >-а н2мЛ;о2н нгм^Со2н н/Г\зд,н нгм'~" со'н 5-АР4 Й-вОР З-МЛТЮА
VI н /° о НО Н о*%<° Н СОгн /X ! н, > мн2 н."\ н^Логн н/ со2н ^Оив 5-Нотояи15
VI I со2н согн 0_ХХ ОтД? 1-н Д-н Т,н 1,0 т,„ •ЦМ' со,н со2н нгм-АС0!Н нгмАСОгН тиГЖиб ^Ги5 г,3?СР% С Ш67385
vi II
ЛГО<
н I н I
UH Ьн L-H
V со,н согн iyj-^со^
(1S.3R>ACPD
(E>ACPD ногс согн ноА н
I-f-H /—( н
„со,м
'ÍJH,
РЬАСРО
О
H^'^COjH
о
НгМ "•COjH (1S,3R)-ACPD
HOjC СО:Н
-У"
Рис. 28. Примеры направленной модификации известных лигандов.
Рис. 29. Рассмотренные модификации селективного антагониста mGlul рецептора AIDA.
,н н
h2n со2н
1: 8 изомеров
II: 16 изомеров III: 16 изомеров IV: 32 изомера
Рис. 30. Структуры производных триангуланов, использованные для расчетов: (I) 1-амино- 1-карбокси-4-карбоксиспиро[2.2]пентаиов; (II) 1-(аминокарбоксимстип)-4-кар-боксиспиро[2.2]пентанов; (III) 1-амино-1-карбокси-5-карбоксидиспиро[2.0.2.1]гепта-нов; (IV) 1-(аминокарбоксиметил)-5-карбокеидисниро [2.0.2.1]гептанов.
но,с
но.
/
H,N
|/чч но2с
В1
/ но2с.
вз
t\A
Н,
В2
ï\X
В4 ^
t/оЧ .
СО.Н „„ Н02с t 2 В5 В7
-/ч->4 НО,С.
NH,
ф- но2с
В9
В6
H2N В8 t
4-
H.N
4-
4-
"г"1 вв I В10 I
Рис. 31. Исследованные структуры бицикло[3.3.1]нонанов и бицикло[2.2.1]гептанов (рассматривали заместители в экзо- и эндо-положениях, отмеченных стрелками).
В результате проведенных расчетов предложены новые серии производных AIDA со значительно улучшенной антагонистической активностью за счет дополнительного связывания лигандов с ЛСЦ mGlu рецепторов. Среди производных триангуланов (72 производных) были выбраны структуры, имеющие расстояния между фар-макофорными группами, сходные с глутаминовой кислотой (рис. 16), а среди производных бицикло[3.3.1]нонанов и бицикло[2.2.1]гептанов (104 производных) - глута-матные аналоги, изображенные на рис. 32 и 33, соответственно.
Рис, 32. Заметенные бицикло-[3.3.1]нонаны с одним (В 11) и двумя (В 12) глутаматными фрагментами.
Рис. 33. Замещенные бицикло-[2.2.1]гептаны с одним глутамат-ным фрагментом.
Изучение известных лигандов показало, что большинство из них имеет каркас, сходный с 1лу1амашым, поэтому потенциальные лиганды должны иметь соответствующее расположение фармакофорных групп. В разделе 7.6 приводятся выводы относительно перспективных возможных модификаций лигандов (вариации замести (елей, циклизация, введение дополнительных функциональных групп, наложение конформа-ционных ограничений). (I) Подбор линкеров для варьирования взаимной ориентации и расстояния между фармакофорными группами п интервале от 4.5 А до 6.5 А. (II) Модификация структур лигандов введением заместителей в положение у Са атома углерода, либо в любое другое положение, но ориентированных в сторону комплементарной доли. (III) Комбинация и варьирование разных структурных фрагментов лигандов т(Ли рецепторов. (IV) Гомо- или гетеродпмеризация известных активных и/или селективных конкурентных лигандов тС1и рецепторов, что может привести к увеличению эффективности/селективности. (V) Гомо-, либо 1етеродимернзация подобно предыдущему случаю, однако мономеры соединены длинным линкером, что позволяет лнгандам действовать либо на два ЛСЦ двух АКД внутри одного димера рецептора, либо на два АКД двух равных подтипов рецепторов ввиду их. яерисииап-тпческого расположения на поверхности мембраны. Более того, при достаточно длинном линкере возможно воздействие комбинированного лшапда одновременно на ш01и- и Ю1и-рецепторы. Причем даже если каждый из мономеров будет являться аго-нистом, наиболее вероятно, что димер буде1 обладать антагонистическими свойствами. (VI) Найдена возможность комбинированной 1 еч еродимеризации - димеризация конкурентного и неконкурентного лигандов, действующих па разные сайты связывания. 'Этому способствует и внеклеточная локализация сайтов связывания нсконку-ренишх лигандов на поверхности ТМД. Такое комбинирование позволяет получить лиганд, одновременно действующий на два разных ЛСЦ и, за счет выбора пары лигандов, позволяет увеличить селективность к определенному подшпу. (VII) Проведенные расчепл показали возможность существования структурных классов лигандов, связывающихся более близко к шарнирной области между комплементарными долями по сравнению по сравнению с известным ЛСЦ
В восьмой гладе. состоящей из десяти разделов, описывается использование молеку-лярпо-динамических (МЛ) расчетов для изучения положения лигандов в лиганд-свя-зываюших центрах рецепторов, влияния структур лигандов на схлопывание АКД. влияния димеризации двух АКД на процесс их схлопывания.
После краткого теоретического введения (раздел 8.1), в разделе 8.2 описываются резулыам,! оценок свободных энергий связывания лигандов. В разделе 8,3 обсуждаются результаты расчета положения антагонистов в ЛСЦ тС1и рецешоров -
подобным агонисту образом (рис. 18), что впоследствии было подтверждено методом рентгеноструктурного анализа.
В разделах 8.4-8.6 описываются МД расчеты процессов схлопывания и открытия лиганд-рецепторных комплексов и свободных форм АКД в моделируемом временном интервале до 20 не. Проведенные расчеты позволили сделать следующие выводы относительно причин проявления лигандами антагонистической активности: (I) заместитель у Са атома лиганда создает дополнительное пространственное препятствие закрытию АКД за счет взаимодействия с консервативным Туг236 (нумерация для mGlul), рис. 19; (II) особенности расположения фармакофорных групп антагониста приводят к нарушению стабилизации им закрытой формы рецептора; (III) в случае производных карбоксифенилглицина (антагонисты рецепторов I группы) важным для проявления антагонистической активности является копланарное расположение бензольного кольца и дисталыюй карбоксильной группы (например, S-CPG, S-AIDA, рис. 24); (IV) для антагонистов были рассчитаны более сильные взаимодействия с ли-ганд-связывающими центрами за счет более плотного их расположения в ЛСЦ и большей длины по сравнению с агонистами; (V) ввиду своей структурной жесткости антагонист способен взаимодействовать дисталыюй карбоксильной группой с Туг74 . рли Arg78 (нумерация для mGlul) и аминокислотной частью - с Tyr236 (mGlul), что либо затрудняет схлопывание АКД, либо приводит к отсутствию стабилизации закрытой формы рецептора по сравнению с агонистом; (VI) в случае антагонистов динамическое поведение боковых цепей ряда аминокислотных остатков, участвующих в связывания дистальной карбоксильной группы, приводит к тому, что они занимают положения, препятствующие стабилизации закрытых форм АКД.
В разделе 8.7 обсуждаются проведенные МД расчеты для структур димеров АКД mGlul рецептора двух петельных областей, содержащих два аминокислотных остатка Cys, которые участвуют в образовании дисульфидной связи между двумя АКД, а также МД расчеты димеров АКД с различными петельными областями. Результаты проведенных расчетов позволили сделать выводы (1) о влиянии димериза-цни на динамическое поведение каждого АКД и (II) о влиянии структур петельных областей на динамическое поведение как димера, так и каждого АКД. Это свидетельствует о важной роли димеризации для взаимного динамического поведения АКД, а также о ее необходимости для "нормального" функционирования всего рецептора, а не только для увеличения концентрации АКД на поверхности рецептора.
В разделе 8.8 описываются результаты проведения направленной молекулярной динамики (НМД) для расчетов процессов закрытия-открытия лиганд-рсцсптор-ных комплексов mGlul рецептора с агонистами, антагонистами, а также свободной формы рецептора (рис. 34). Методология НМД позволяет существенно ускорить проведение МД расчетов одновременно с количественной оценкой препятствования антагонистом схлопыванию АКД и стабилизации агонистом закрытой формы рецептора. Анализ результатов проведенных расчетов позволил сделать следующие выводы: (I) продемонстрирована применимость направленной МД для изучения влияния лиган-дов на конформационные процессы (открытие-закрытие лиганд-связывающих доменов) для молекулярных систем, подобных АКД mGlul рецептора; (II) продемонстрирована затрудненность полного схлопывания комплементарных долей в случае анта-гонисгсвязанной и свободной форм рецептора; (III) результаты МД расчетов свидетельствуют о необходимости учета молекул воды в явном виде для предотвращения свободного движения боковых цепей аминокислотных остатков; (IV) внешняя сила, необходимая для схлопывания АКД в случае свободной формы, больше по сравнс-
нию с агоиист- или антагонистсвязанными формами ввиду более благоприятного положения боковых цепей аминокислот при наличии агониста.
со ,н
t
V
Lh
S-Glu
В разделе 8.9 приводится описание результатов выполненных МД расчетов ли-ганд-рецепторных комплексов (рис. 35) для открьиых и закрытых форм всех восьми подтипов müht рецепторов в водном окружении. С делыо существенного уменьшения затрат вычислительно!« времени МД расчеты были проведены для сферы радиусом 25 А вокруг лигандон в случае открытых форм и 20 А в случае закрытых форм. Проведенные расчеты позволили сделать вывод о наличии определенной корреляции между динамическим поведением лигандон и ЛСД mGki рецепторов и величинами их активноаей, Чю являемся альтернативой использованию оценочных функций и оценок свободных энергий связывания в процессе in xilico предсказания активностей потенциальных липшдов.
г К „„ и Г
~х.<Х и
v V« Хн 1"н
' cojh со;
S-Glu S-Quis LY3547-10 S-4CPG
В разделе 8.10 приводи гея описание МД расчсюв для фра! мента линидного би-слоя, состоящего из 800 молекул 1-пальмитоил-2-оленл-5п-глицеро-3-фосфатидилхо-лина в течение 2 не, а также димера ТМД mGlul рецептора с цслыо оптимизации .междоменных взаимодействий между двумя ТМД и корректировки их взаимных положений друг относительно друга. Эти расчеты показали предпочтительность участия в димертшции ТМД V и VI а-спиралей (рис. 37).
В девятой главе диссертации (разделы 9.1 и 9.2) приводшея описание предложенной полной структурной модели функционирования димера niGlu рецеторов па примере mGlul рецептора. В основе модели лежит положение о динамически сбалансированной димерной сиаеме, которая может функционировать и при отсутствии лигандов, роль которых заключав ich только в модулировании процессов охлопывания АКД, а не их инициирования. Согласно модели, для оценки обшей эффективности и селективности лигандов, дейавуюшнх па разные подтипы mGlii рецепторов, необходима комплексная информация о (I) сташчсском взаимодействии лиганда с ЛСЦ рецеп-юров; (II) динамическом поведении лиганда в ЛСЦ рецептора и его влиянии на процесс открыIия-juKpbiIия АКД: (III) внутри- и междомеппых взаимодействиях внутри inGlu рецепторов, а также об их взаимодействиях с рядом внутри- и внеклеточных белков. Ото позволяет объяснить как разное воздействие одного и того же лиганда на подтипы рецепторов, имеющие идентичное строение сайтов связывания лигандов (например, mGlul н mGlu5), так и наличие сходного результирующего эффекта при действии разных лигандов на разные подтипы mGlu рецепторов, рис. 38
S-CPG R - Н S-MCPG, R = Мо S-LY367366, R =
Рис. 34. Структуры использованных лигандов при расчетах по методологии НМД.
Рис. 35. Структуры лигандов, использованные при сравнительном анализе поведения лигандов при МЛ расчетах в разделе 8.9.
В десятой главе диссертации приводится оценка качества структур построенных моделей белков с помощью специализированных программ, позволяющих тестировать геометрические параметры моделей (длины валентных связей, значения торсионных углов и т.д.). Результаты свидетельствуют о хорошем качестве построенных нами моделей и возможности их применения для проведения сравнительного анализа строения ЛСЦ и изучения лиганд-рецепторных взаимодействий.
В одиннадцатой главе диссертации (разделы 11.1-11.3) перечисляются использованные в работе вычислительные ресурсы. Анализ результатов расчетов в литературных работах (а также в ходе выполнения данной работы) позволил выявить основные ошибки и трудности при проведения молекулярного моделирования.
Выводы
1. С помощью метода моделирования по гомологии впервые построены пространственные модели внеклеточных аминоконцевых лиганд-связывающих доменов т01и2-ггЮ1и8 подтипов мстаботропных глутаматных рецепторов и проведен сравнительный анализ строения сайтов связывания конкурентных лигандов всех известных в настоящее время восьми подтипов этих рецепторов.
2. Осуществлено построение пространственных моделей трансмсмбранных доменов ш01и рецепторов, содержащих сайт связывания неконкурентных антагонистов и аллостерических модуляторов па основе структуры родопсина. Построена модель димера трансмембранных доменов ш01и1 рецептора.
3. Проведено изучение белок-лигандных взаимодействий для серии известных лигандов как для открытых, так и закрытых форм всех восьми подтипов ш01и рецепторов с помощью молекулярного докинга, позволившее рассчитать строение лиганд-рецепторных комплексов и качественно объяснить зависимости структура-активность для лигандов т01и рецепторов.
4. Выполнено исследование возможных направлений модификации лигандов с целью улучшения их связывания с т01и рецепторами всех подтипов и отобраны серии перспективных структур для дальнейшего их изучения,
5. Реализована ориентированная на метаботропные глутаматпые рецепторы система виртуального скрининга баз данных органических соединений для поиска потенциальных лигандов тфи рецепторов всех подтипов. В результате проведения виртуального скрининга получены сфокусированные библиотеки соединений, в десятки и сотни раз обогащенные потенциальными лигапдами т01и рецепторов по сравнению с исходной базой.
6. С использованием методологии протягивания проведена оценка вариантов пространственно!! укладки для доменов, богатых цистеиновыми остатками в группе метаботропных глутаматных рецепторов, а также С-концевых доменов (для шС1и рецепторов I группы), важных для функционирования рецептора.
7. Проведено построение полной структурной модели димера ш01и рецептора на примере тС1и1, позволяющая объяснить особенности их функционирования при взаимодействии с лигапдами.
8. Проведенные молекулярно-динамические расчеты лиганд-рецепторных комплексов и свободных форм рецепторов позволили предсказать и объяснить: агонист-подобное расположение антагонистов в лиганд-связывающих центрах ш01и рецепторов (было подтверждено экспериментально в литературе), важное функциональное значение димеризации аминоконцевых доменов, возможность моделирования процес-
сов закрытия и открытия аминоконцевого домена, а также предположить альтернативное объяснение функциональной роли агонистов. заключающееся в изменении
конформаций боковых цепей аминокислошых остатков.
Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:
1. Беченикин М.С., Баскин И.И.. Палюлип В.Л., Зефиров U.C. Молекулярное моделирование аминоконцевого домена i лу гаматного метаботропно! о рецептора mGluRI методом "про-гигивания нити" // ДЛИ. 2002. Т. 383. № 5. С. 643-647.
2. Беченикин М.С, Баскин И.И., Палюлип В.А., Зефиров U.C. Новый способ связывания конкурешных антагонистов метаботропными глугашпными рецепторами на примере антагониста mGluRI рецептора - AIDA (К5-аминоиндан-1,5-дикарбоновой кислоты). // ДАН. 2002 Т 184 № I С 113 ILS.
3. Бепеникии М.С, Баскин И.И., Костантино Г., Палюлин 15.А., Пелличари Р , Зефиров U.C. Сравнительный анализ лигамлсвязывающих сайтов метабофопных глутаматных рецепторов mGluRI mGluRS. '/ДАН. 2002. Т. 386. № 2. С. 261 266.
4. Беченикин М.С.. Баскин И.И., Палюлин В.А., Зефиров 1-1 С. Молекулярное моделирование ачиноконцевых доменов ,\ieia(íoipoiuii>i\ тутаматных рецеторов и анализ селективности их лигандов. Н Сборник те ¡псов VIII всероссийской конференции "Человек и лекарство" 9-11 апреля, 2001. С. 547.
5. Беченикин М.С,. Маккиаруло А., Костантино Г., Палюлин В.А., Пелличари Р., Зефиров U.C. Молекулярный докиш лигандов глутаматных рецепторов. // Весшик МГУ. Серия 2 Химическая. 2ÛU2. Т. 43. № 4. С. 221-230.
6. Беченикин М.С., Баскин И.И., Палюлин В.А.. Зефиров 11.С Молекулярное моделирование аминоконцевых доменов метабофопных глутаматных рецепторов и их комплексов с селективными атнисгамн и антагонистами. Тезисы докладов II Всероссийской конференции "Молекулярное моделирование". 24- 26 апреля 2001 i., Москва. С. 53.
7. Баскин И.И., Бе.чеиикин М.С, Пкимова Е.В., Костантино Г., Палюлип В.А., Пелличари Р., Зефиров U.C. Молекулярное моделирование аминоконцевого домена глутаматпого мста-бот ровною рецептора mGluRI. // ДАН. 2000. Т. 374. № 3. С. 347- 351.
8 Беченикин МС, Баскин И.И., Палюлин В.А., Зефиров U.C. Моделирование аминоконцевых доменов мстаботропных глутамашых рецепторов и их комплексов с лигандами с помощью метода молекулярной динамики. И Сборник lesncon докладов 11 международного симпозиума "Комнькмерное обеспечение химических исследований", Москва, 22- 23 мая 2001 г. и Ш Всероссийской школы конференции по квантовой и вычисли1ельной химии им. В.А. Фока, Великий 11овгород, 21-25 мая 2001 i. С. 29-30.
9. Беи'иикин М.С. Баскин И.И., Палюлин В.А.. Зефиров U.C. Расчет констант связывания д |я шгаид-рсцепторных комплексов меюдом молекулярной динамики на примере мега-ботропных глутаматных рецепторов. // Сборник leincon докладов VIH Всероссийской конференции "CrpyKiypa и динамика молекулярных систем", 25 30 июня 2001 i. "Яль-чнк-2001", Йошкар-Ола, Уфа, Казань, Москва С. 4 5,
10 Беченикин МС.. Кооашино Г., Палюлин В А., Пелличари Р., Зефиров U.C. Молекуляр-но-динамическое моделирование лиганд-рецепторных комплексов аминоконцевого домена Meiañoipoiiiioio 1лу юмашого рецептора mGluRI ' ДАП. 2003 Т. 389. № 4. С. 538 543
11. Белеттт М.С., Костантино Г.. Палюлин В.А , Пелличари Р., Зефиров М.С. Молекулярное моделирование фанечембранного домена метаботропного мутамашою рецешора mGluRI. // ДАН 2003 Г W №6 С. 827-831
12. Баскин И.И., Бе.чеиикин М.С. Вкимова Е.В., Палюлин В.А,, Зефиров Н.С. Молекулярное моделирование 1лу1амашых реценгоров // Первая Всероссийская электронная конференция по бноинфор,чашке (RECOB-2000). 15 марта 21 апреля 2000 i. Доклад Е02
13 Ьаскин И.И„ Беченикин НС, Палюлип В.А., Зефиров Н.С. Применение биоинформационных 1ехноло1 ий распознавания фолдинга белка для моделирования глутаматных ре-
цепторов. // Сборник тезисов докладов международной школы-конференции по компьютерной автоматизации и информатизации, ACS2000. Москва. 2000. С. 41-43.
14. Белениям М.С., Костантино Г., Палюлин В.А., Пелличари Р.. Зефиров Н.С. Моделирование процессов схлопывания и открытия комплементарных глобул аминоконцевого домена mGlul рецептора методом управляемой молекулярной динамики. // Сборник тезисов докладов 1 Российской школы-конференции "Молекулярное моделирование в химии, биологии и медицине" Саратов, 18-20 сентября 2002 г.. С. 3S.
15.Бечепикип М.С., Палюлин В.А., Зефиров Н.С. Молекулярное моделирование полной структуры ди.чера метаботропного глутаматного рецептора mGluRl и механизм его функционирования. II Сборник тезисов докладов X Всероссийской конференции "Человек и лекарство", Москва, 7-11 апреля 2003, С. 659.
16. Белепикип М.С., Палюлин В.А., Зефиров Н.С.Молекулярное моделирование лиганд-ре-цепторных комплексов метаботропных глутаматных рецепторов. // Сборник тезисов докладов III Всероссийской конференции "Молекулярное моделирование". 15-17 апреля 2003 г., Москва. С. 21.
17. Беленикин М.С., Палюлин В.А., Зефиров Н.С. Молекулярно-динамические расчеты поведения агонистов и антагонистов в лиганд-рсцепторных комплексах аминоконцсвых доменов метаботропных глутаматных рецепторов разных групп. // Сборник тезисов докладов 111 Всероссийской конференции "Молекулярное моделирование". 15-17 апреля 2003 г., Москва. С. 44.
18. Белепикип М.С., Палюлин В.А., Зефиров Н.С. Сравнение разных схем расчета дальних электростатических взаимодействий при молскулярно-динамическом моделировании процесса ехлопывания аминоконцевого домена mGluRl рецептора. // Сборник тезисов докладов X Всероссийской конференции «Структура и динамика молекулярных систем», 30 июня - 5 июля 2003 г. «Яльчик-2003», Казань-Москва-Йошкар-Ола-Уфа. С. 36.
19. Белепикип М.С., Палюлин В.А., Зефиров Н.С. Моделирование процессов ехлопывания и открытия аминоконцевого домена mGluRl рецептора. // Сборник тезисов докладов Второй Национальной Конференции "Информационно-вычислительные технологии в решении фундаментальных и прикладных научных задач" Москва. 2003. С. 14.
20. Белепикип М.С., Палюлин В.А., Зефиров Н.С. Моделирование динамического поведения димера лиганд-связываюшего домена метаботропного глутаматного рецептора mGluRl. // Сборник тезисов 6-й Всероссийской школы-конференции им. В.А.Фока по квантовой и вычислительной химии. Великий Новгород. 12-16 мая 2003, С. 123 (№ 786).
21 .Belenikin M.S., Palyulin V.A., Zefirov N.S. Modeling the Structures of Carboxy-Terminal Domains of Group I Mctabotropic Glutamate Receptors by Threading Method. // Proceedings of the First International Moscow Conference on Computational Molecular Biology (MCCMB-03). P. 38-39. Moscow, Russia, July 22-25,2003.
22. Белепикип М.С'., Палюлин B.A., Зефиров Н.С. Моделирование структуры домена, богатого цистснновыми остатками, в метаботропных глутаматных рецепторах. //ДАН. 2004. Т. 394. № 2. С. 259-264.
23. Belenikin MS., Palyulin V.A., Zefirov N.S. Molecular Modeling and Model of Functioning of Mctabotropic Glutamate Receptor mGluRl. // Book of Abstracts of 14-th Silver Camerino-Noordwijkerhout Symposium "Ongoing Progress in the Receptor Chemistry". Camcrino. Italy. September 7- 11. 2003. P. 86.
24. Costantino G., Macchiarulo A., Belenikin M., Pcllicciari R. Molecular dynamics simulation of the ligand binding domain of mGluRl in response to agonist and antagonist binding. // J. Comput. Aided Mol. Des. 2002. V. 16. №11. P. 779-784.
25. Belenikin M.S., Palyulin V.A., Zefirov N.S. Molecular Modeling and Model of Functioning of Metabotropic Glutamate Receptor mGluRl. // Book of abstracts of Polish-Austrian-German-Hungarian-ltalian Joint Meeting on Medicinal Chemistry. Krakow. Poland. October 15-18. 2003. P. 79.
Отпечатано в отделе оперативной печати Геологического ф-та МГУ Тираж Ц0 окз. Заказ №
РНБ Русский фонд
г-4
Введение.
Глава 1. Литературный обзор.
1.1. Сигнальная система.
1.2. G-Белок сопряженные рецепторы.
1.3. Классификация глутаматных рецепторов.
1.4. Семейство метаботропных глутаматных рецепторов.
1.5. Пространственное строение mGlu рецепторов.
1.6. Лиганды mGlu рецепторов.
1.6.1. Агонисты I группы mGlu рецепторов.
1.6.2. Агонисты II группы mGlu рецепторов.
1.6.3. Агонисты III группы mGlu рецепторов.
1.6.4. Антагонисты mGlu рецепторов.
1.6.5. Неконкурентные антагонисты и аллостерические модуляторы.
1.7. Модели активации и функционирования mGlu рецепторов.
1.8. Распознавание и связывание лигандов mGlu рецепторами.
1.9. Агонист-независимая активность mGlu рецепторов.
1.10. Модуляция mGlu рецепторов катионами кальция.
1.11. Димеризация и гликозилирование mGlu рецепторов и их роль в активации mGlu рецепторов.
1.12. Передача сигналов mGlu рецепторами.
1.12.1. Области, участвующие в сопряжении с G-белками и их активации.
1.12.2. Влияние сплайсинг-варианта СКД на передачу сигнала.
1.12.3. Передача сигнала mGlu рецепторами не через G-белки.
1.12.4. Взаимодействие mGlu рецепторов с Homer- и RGS-белками.
1.12.5. Фосфорилирование и его влияние на функционирование mGlu рецепторов, участие РКС в процессе десенситизации mGlu рецепторов.
5.2. Молекулярный докинг лигандов.110
5.2.1. Докинг лигандов с применением автоматического подхода.110
5.2.2. Молекулярный докинг лигандов с применением ручного подхода.! 17
5.3. Оценочные функции.119
5.4. Подходы к направленному de novo конструированию лигандов.120
5.5. Применимость молекулярного докинга лигандов.121
Глава 6. Автоматический докинг баз данных органических структур.121
6.1. Введение.121
6.2. Подготовка данных и проведение расчетов.122
6.3. Распознавание активных лигандов и обогащение баз данных.128
6.4. Использование структурных генераторов для создания баз данных.132
6.5. Расположение лигандов в междольной полости mGlu рецепторов.132
6.6. Эффективность виртуального скрининга в случае mGlu рецепторов.133
Глава 7. Молекулярный докинг потенциальных лигандов mGlu рецепторов. 134
7.1. Направленная модификация известных лигандов.134
7.2. Направленная модификация селективного антагониста AID А.138
7.3. Производные триангуланов.142
7.4. Производные бицикло[3.3.1]нонанов и бицикло[2.2.1]гептанов.145
7.5. Структурные модификации для увеличения селективности лигандов.146
7.6. Выводы о возможных вариациях структур лигандов.147
Глава 8. Молекулярно-динамические расчеты.148
8.1. Теоретическое введение.148
8.2. Оценка свободных энергий связывания для лиганд-рецепторных комплексов
150
8.3. Расчеты положения антагонистов в ЛСЦ mGlu рецепторов.152
8.4. МД расчеты процессов схлопывания АКД mGlul рецептора.157
8.5. Сравнение схем расчета дальнего электростатического взаимодействия при
МД моделировании процессов схлопывания АКД mGlul рецептора.164
8.6. Влияние лиганда на динамическое поведение АКД на начальных стадиях его открытия и закрытия.167
8.7. МД моделирование поведения димера АКД mGlul рецептора.169
8.8. Направленная молекулярная динамика.173
8.9. МД расчеты лиганд-рецепторных комплексов (при ограниченном размере моделируемых областей) для сравнительного анализа поведения лигандов в ЛСЦ разных подтипов mGlu рецепторов.176
8.10. МД расчеты фрагмента липидного бислоя и димера ТМД в нем.179
Глава 9. Модель функционирования mGlu рецепторов.181
9.1. Описание модели.181
9.2. Влияние меж- и внутридоменных взаимодействий на эффективность передачи сигнала и функционирование mGlu рецепторов; модель для объяснения различий в эффективности и селективности лигандов.186
ВЫВОДЫ
С помощью метода моделирования по гомологии впервые построены пространственные модели внеклеточных аминоконцевых лиганд-связывающих доменов mGlu2-mGlu8 подтипов метаботропных глутаматных рецепторов и проведен сравнительный анализ строения сайтов связывания конкурентных лигандов всех известных в настоящее время восьми подтипов этих рецепторов.
2. Осуществлено построение пространственных моделей трансмембранных доменов mGlu рецепторов, содержащих сайт связывания неконкурентных антагонистов и аллостерических модуляторов на основе структуры родопсина. Построена модель димера трансмембранных доменов mGlul рецептора.
3. Проведено изучение белок-лигандных взаимодействий для серии известных лигандов как для открытых, так и закрытых форм всех восьми подтипов mGlu рецепторов с помощью молекулярного докинга, позволившее рассчитать строение лиганд-рецепторных комплексов и качественно объяснить зависимости структура-активность для лигандов mGlu рецепторов.
4. Выполнено исследование возможных направлений модификации лигандов с целью улучшения их связывания с mGlu рецепторами всех подтипов и отобраны серии перспективных структур для дальнейшего их изучения.
5. Реализована ориентированная на метаботропные глутаматные рецепторы система виртуального скрининга баз данных органических соединений для поиска потенциальных лигандов mGlu рецепторов всех подтипов. В результате проведения виртуального скрининга получены сфокусированные библиотеки соединений, в десятки и сотни раз обогащенные потенциальными лигандами mGlu рецепторов по сравнению с исходной базой.
6. С использованием методологии протягивания проведена оценка вариантов пространственной укладки для доменов, богатых цистеиновыми остатками в группе метаботропных глутаматных рецепторов, а также С-концевых доменов (для mGlu рецепторов I группы), важных для функционирования рецептора.
7. Проведено построение полной структурной модели димера mGlu рецептора на примере mGlul, позволяющая объяснить особенности их функционирования при взаимодействии с лигандами.
8. Проведенные молекулярно-динамические расчеты лиганд-рецепторных комплексов и свободных форм рецепторов позволили предсказать и объяснить: агонист-подобное расположение антагонистов в лиганд-связывающих центрах mGlu рецепторов (было подтверждено экспериментально в литературе), важное функциональное значение димеризации аминоконцевых доменов, возможность моделирования процессов закрытия и открытия аминоконцевого домена, а также предположить альтернативное объяснение функциональной роли агонистов, заключающееся в изменении конформаций боковых цепей аминокислотных остатков.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, в данной работе, исходя из аминокислотной последовательности была построена первая полная структура димера mGlu рецептора (на примере mGlul рецептора) и предложена модель его функционирования. Была развита и опробована методология поиска потенциальных лигандов с помощью системы виртуального скрининга баз данных низкомолекулярных органических соединений, оценены возможные направления модификаций известных лигандов и сконструированы новые потенциальные лиганды mGlu рецепторов.
Основная работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проекты: 98-03-32955, 02-03-32790, 03-04-58740, 0303-32630), Миннауки РФ, Минпромнауки РФ (направление "Компьютерное конструирование новых лекарственных средств") и правительства Италии (Accordo di cooperazione scientifica).
Автор признателен профессорам Роберто Пелличари и Габриэле Костантино (университет г. Перуджа, Италия) за ряд ценных критических замечаний и обсуждений, проводимых на разных этапах работы, а также за возможность выполнения части работы в Университете г. Перуджа (Италия).
Автор выражает благодарность НИИБМХ РАМН (проф. А.С.Иванову, проф. В.В.Поройкову, к.б.н. В.С.Скворцову) за научную и техническую помощь на начальных этапах работы и фирмам Tripos GmbH (Мюнхен, ФРГ), Catalyst Silicon Solutions (Россия), VISTGroup (Россия), NCgroup (Россия) за техническую поддержку на разных этапах работы.
1. Рубин, Биофизика. В 2-х томах. Москва. 1999. Т. 2. С. 258. С. 272.
2. Финкельштейн А.В., Птицын О.Б. Физика белка. Москва. 2002. 376 с.
3. Pebay-Peyroula Е., Rummel G., Rosenbusch J.P., Landau Е.М. X-ray structure of bacteriorho-dopsin at 2.5 angstroms from microcrystals grown in lipidic cubic phases. // Science. 1997. - V. 277.-P. 1676-1681.
4. Kimura Y., Vassylyev D.G., Miyazawa A., Kidera A., Matsushima M., Mitsuoka K., Murata K., Hirai Т., Fujiyoshi Y. Surface of bacteriorhodopsin revealed by high-resolution electron crystallography. // Nature. 1997. - V. 389. - P. 206-211.
5. Palczewski K., Kumasaka Т., Hon Т., Behnke C.A., Motoshima H., Fox B.A., Le Trong I., Teller D.C., Okada Т., Stenkamp R.E., Yamamoto M., Miyano M. Crystal Structure of Rhodopsin: A G Protein-Coupled Receptor // Science. 2000. - V. 289. - P. 739-745.
6. Bockaert J., Pin J.P. Molecular tinkering of G protein-coupled receptors: an evolutionary success. // EMBO J. 1999. - V. 18. - P. 1723-1729.
7. Hibert M.F., Trumpp-Kallmeyer S., Bruinvels A., Hoflack J. Three-dimensional models of neurotransmitter G-binding protein-coupled receptors. // Mol. Pharmacol. 1991. - V. 40. - P. 8-15.
8. Findlay J., Eliopoulos E. Three-dimensional modelling of G protein-linked receptors. // Trends Pharmacol. Sci. 1990. - V. 11. - P. 492-499.
9. Schertler G.F.X., Villa C., Henderson R. Projection structure of rhodopsin. // Nature. 1993. -V.362.-P. 770-772.
10. Schertler G.F.X., Hargrave P.A. Projection structure of frog rhodopsin in two crystal forms. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1995. - V. 92. - P. 11578-11582.
11. Davies A., Schertler G.F.X., Gowen B.E., Saibil H.R. Projection structure of an invertebrate rhodopsin. // J. Struct. Biol. 1996. - V. 117. - P. 36-44.
12. Baldwin J.M. The probable arrangement of the helices in G protein-coupled receptors. // EMBO J. 1993. - V. 12. - P. 1693-1703.
13. Herzyk P., Hubbard R.E. Automated method for modeling seven-helix transmembrane receptors from experimental data. // Biophys. J. 1995. - V. 69. - P. 2419-2442.
14. Herzyk P., Hubbard R.E. Combined biophysical and biochemical information confirms arrangement of transmembrane helices visible from the three-dimensional map of frog rhodopsin. // J. Mol. Biol. 1998. -V. 281. - P. 741-754.
15. Pogozheva I.D., Lomize A.L., Mosberg H.I. The transmembrane 7-alpha-bundle of rhodopsin: distance geometry calculations with hydrogen bonding constraints. // Biophys. J. 1997. - V. 72. -P.1963-1985.
16. Lomize A.L., Pogozheva I.D., Mosberg H.I. Structural organization of G-protein-coupled receptors. // J. Comput. Aided Mol. Des. 1999. - V. 13. - P. 325-353.
17. Fleishman S.J., Ben-Tal N. A novel scoring function for predicting the conformations of tightly packed pairs of transmembrane alpha-helices. // J. Mol. Biol. 2002. V. 321. P. 363-378.
18. Chebib M., Johnston G.A.R. The 'ABC' of GABA receptors: A brief review. // Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. 1999. - V. 26. - P. 937-940.
19. Brown E.M., MacLeod R.J. Extracellular calcium sensing and extracellular calcium signaling. // Physiol. Rev. 2001. - V. 81. - P. 239-297.
20. Herrada G., Dulac C. A novel family of putative pheromone receptors in mammals with a topographically organized and sexually dimorphic distribution. // Cell. 1997. - V. 90. - P. 763-773.
21. Ryba N.J., Tirindelli R. A new multigene family of putative pheromone receptors. // Neuron. -1997.-V. 19.-P. 371-379.
22. Nakanishi S. Molecular diversity of glutamate receptors and implications for brain function. // Science. 1992. - V. 258. - P. 597-603.
23. Brauner-Osbome H., Egebjerg J., Nielsen E.O., Madsen U., Krogsgaard-Larsen P. Ligands for glutamate receptors: design and therapeutic prospects. // J. Med. Chem. 2000. - V. 43. - P. 26092645.
24. Meldrum В., Garthwaite J. Excitatory Amino Acid Neurotoxicity and Neurodegenerative Disease. // Trends Pharmacol. Sci. 1990. - V. 11. - P. 379-387.
25. Watkins J.C., Krogsgaard-Larsen P., Honore T. Structure-activity relationships in the development of excitatory amino acid receptor agonists and competitive antagonists. // Trends Pharmacol. Sci. 1990. - V. 11. - P. 25-33.
26. Bleakman D., Lodge D. Neuropharmacology of AMPA and kainate receptors// Neuropharmacology. 1998. - V. 37. - P. 1187-1204.
27. Hollmann M, Heinemann S. Cloned glutamate receptors. // Annu. Rev. Neurosci. 1994. - V.17.-P. 31-108.
28. Kutsuwada Т., Kashiwabuchi N., Mori H., Sakimura K., Kushiya E., Araki K., Meguro H., Masaki H., Kumanishi Т., Arakawa M., Mishina M. Molecular diversity of the NMDA receptor channel. // Nature. 1992. - V. 358. - P. 36-41.
29. Sun L., Margolis F.L., Shipley M.T., Lidow M.S. Identification of a long variant of mRNA encoding the NR3 subunit of the NMDA receptor: its regional distribution and developmental expression in the rat brain. // FEBS Lett. 1998. - V. 441. - P. 392-396.
30. Nishi M., Hinds H., Lu H.P., Kawata M., Hayashi Y. Motoneuron-specific expression of NR3B, a novel NMDA-type glutamate receptor subunit that works in a dominant-negative manner. // J. Neurosci. -2001. V. 21. - RC185.
31. Matsuda K., Kamiya Y., Matsuda S., Yuzaki M. Cloning and characterization of a novel NMDA receptor subunit NR3B: a dominant subunit that reduces calcium permeability. // Brain. Res. Mol. Brain. Res. 2002. - V. 100. - № 1-2. - P. 43-52.
32. Tanabe Y., Masu M., Ishii Т., Shigemoto R., Nakanishi S. A family of metabotropic glutamate receptors. // Neuron. 1992. - V. 8. - P. 169-179.
33. Abe Т., Sugihara H., Nawa H., Shigemoto R., Mizuno N., Nakanishi S. Molecular characterization of a novel metabotropic glutamate receptor mGluR5 coupled to inositol phosphate/Ca2+ signal transduction. // J. Biol. Chem. 1992. - V. 267. - P. 13361-13368.
34. Conn P.J., Pin J.P. Pharmacology and functions of metabotropic glutamate receptors. // Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 1997. - V. 37. - P. 205-237.
35. Masu M., Tanabe Y., Tsuchida K., Shigemoto R., Nakanishi S. Sequence and expression of a metabotropic glutamate receptor. // Nature. 1991. - V. 349. - P. 760-765.
36. Minakami R., Katsuki F., Sugiyama H. A variant of metabotropic glutamate receptor subtype 5: an evolutionally conserved insertion with no termination codon. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1993. - V. 194. - P. 622-627.
37. Lin F.F., Vamey M., Sacaan A.I., Jachec C., Daggett L.P., Rao S., Flor P., Kuhn R., Kemer J.
38. A., Standaert D., Young A.B., Velicelebi G. Cloning and stable expression of the mGluRlb subtype of human metabotropic receptors and pharmacological comparison with the mGluR5a subtype. // Neuropharmacology. 1997. - V. 36. - P. 917-931.
39. Laurie D.J., Boddeke H.W., Hiltscher R., Sommer B. HmGluld, a novel splice variant of the human type I metabotropic glutamate receptor. // Eur. J. Pharmacol. 1996. - V. 296. - P. R1-R3.
40. Stephan D., Bon C., Holzwarth J.A., Galvan M., Pruss R.M. Human metabotropic glutamate receptor 1: mRNA distribution, chromosome localization and functional expression of two splice variants. // Neuropharmacology. 1996. - V. 35. - P. 1649-1660.
41. Minakami R., Katsuki F., Yamamoto Т., Nakamura K., Sugiyama H. Molecular cloning and the functional expression of two isoforms of human metabotropic glutamate receptor subtype 5. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1994. - V. 199. - P. 1136-1143.
42. Pin J.P., Duvoisin R. The metabotropic glutamate receptors: structure and functions. // Neuropharmacology. 1995. - V. 34. - P. 1-26.
43. De Blasi A., Conn P.J., Pin J.P. and Nicoletti F. Molecular determinants of metabotropic glutamate receptor signaling. // Trends Pharmacol. Sci. 2001. - V. 22. - P. 114-120.
44. Schoepp D.D., Jane D.E., Monn J. A. Pharmacological agents acting at subtypes of metabotropic glutamate receptors. // Neuropharmacology. 1999. - V. 38. - P. 1431-1476.
45. Flor P.J., Gomeza J., Tones M.A., Kuhn R., Pin J.-P., Knopfel T. The C-terminal domain of the mGluRI metabotropic glutamate receptor affects sensitivity to agonists. // J. Neurochem. 1996. -V. 67.-P. 58-63.
46. Laurie D.J., Schoeffter P., Wiederhold K.H., Sommer B. Cloning, distribution and functional•expression of the human mGlu6 metabotropic glutamate receptor. // Neuropharmacology. 1997. -V. 36.-P. 145-152.
47. Dingledine R., Borges K., Bowie D., Traynelis S.F. The glutamate receptor ion channels. // Pharmacol. Rev. 1999. - V. 51. - P. 7-61.
48. Sugiyama H., Ito I., Hirono C. A new type of glutamate receptor linked to inositol phospholipid metabolism. // Nature. 1987. - V. 325. - P. 531-533.
49. Sladeczek F., Pin J.P., Recasens M., Bockaert J., Weiss S. Glutamate stimulates inositol phosphate formation in striatal neurones. // Nature. 1985. - V. 317. - P. 717-719.
50. Houamed K.M., Kuijper J.L., Gilbert T.L., Haldeman B.A., O'Hara P.J., Mulvihill E.R., Aimers W., Hagen F.S. Cloning, expression, and gene structure of a G protein-coupled glutamate receptor from rat brain. // Science. 1991. - V. 252. - P. 1318-1321.
51. Duvoisin R.M., Zhang C., Ramonell K. A novel metabotropic glutamate receptor expressed in the retina and olfactory bulb. // J.Neurosci. 1995. - V. 15. - P. 3075-3083.
52. Soloviev M.M., Ciruela F., Chan W.Y., Mcllhinney R.A. Identification, cloning and analysis of expression of a new alternatively spliced form of the metabotropic glutamate receptor mGluRl
53. Makoff A.J., Phillips Т., Pilling C., Emson P. Expression of a novel splice variant of human mGluRl in the cerebellum. // NeuroReport. 1997. - V. 8. - P. 2943-2947.
54. Aiba A., Chen C., Herrup K., Rosenmund C., Stevens C.F., Tonegawa S. Reduced hippocampal long-term potentiation and context-specific deficit in associative learning in mGluRl mutant mice. // Cell. 1994. - V. 79. - P. 365-375.
55. Aiba А., Капо M., Chen C., Stanton M.E., Fox G.D., Herrup K., Zwingman T.A., Tonegawa S. Deficient cerebellar long-term depression and impaired motor learning in mGluRl mutant mice. // Cell. 1994. - V. 79. - P. 377-388.
56. Conquet F., Bashir Z.I., Davies C.H., Daniel H., Ferraguti F., Bordi F., Franz-Bacon K., Reggiani A., Matarese V., Conde F. et al. Motor deficit and impairment of synaptic plasticity in mice lacking mGluRl. // Nature. 1994. - V. 372. - P. 237-243.
57. Jia Z., Lu Y., Henderson J., Tavema F., Romano C., Abramow-Newerly W., Wojtowicz J. M., Roder J. Selective abolition of the NMDA component of long-term potentiation in mice lacking mGluR5. // Learn. Mem. 1998. - V. 5. - P. 331-343.
58. Pellicciari R., Costantino G. Metabotropic G-protein-coupled glutamate receptors as therapeutic targets. // Curr. Opin. Chem. Biol. 1999. - V. 3. - P. 433^40.
59. Pin J.P., De-Colle С., Bessis A.S., Acher F. New perspectives for the development of selective metabotropic glutamate receptor ligands. // Eur. J. Pharmacol. 1999. - V. 375. - P. 277-294.
60. Knopfel Т., Kuhn R., Allgeier H. Metabotropic glutamate receptors: novel targets for drug development. // J. Med. Chem. 1995. - V. 38. - P. 1417-1426.
61. Kunishima N., Shimada Y., Tsuji Y., Sato Т., Yamamoto M., Kumasaka Т., Nakanishi S., Jinga-mi H., Morikawa K. Structural basis of glutamate recognition by a dimeric metabotropic glutamate receptor. // Nature. 2000. - V. 407. - P. 971-977.
62. Miyashita Т., Kubo Y. Extracellular Ca2+ sensitivity of mGluRIalpha associated with persistent glutamate response in transfected CHO cells. // Receptors Channels. 2000. - V. 7. - P. 25-40.
63. Ray К., Hauschild B.C. Cys-140 is critical for metabotropic glutamate receptor-1 dimerization. // J. Biol. Chem. 2000. - V. 275. - P. 34245-34251.
64. Pin J.P., Gomeza J., Joly C., Bockaert J. The metabotropic glutamate receptors: their second intracellular loop plays a critical role in the G-protein coupling specificity. // Biochem. Soc. Trans. 1995.-V. 23.-P. 91-96.
65. Francesconi A., Duvoisin R.M. Role of the second and third intracellular loops of metabotropic glutamate receptors in mediating dual signal transduction activation. // J. Biol. Chem. 1998. - V. 273.-P. 5615-5624.
66. Pin J.P., Joly C., Heinemann S.F., Bockaert J. Domains involved in the specificity of G protein activation in phospholipase C-coupled metabotropic glutamate receptors. // EMBO J. 1994. - V. 13.-P. 342-348.
67. Chan W.Y., Soloviev M.M., Ciruela F., Mcllhinney R.A.J. Molecular determinants of metabotropic glutamate receptor IB trafficking. // Mol. Cell. Neurosci. 2001. - V. 17. - P. 577-588.
68. Brakeman P.R., Lanahan A.A., O'Brien R., Roche K., Barnes C.A., Huganir R.L., Worley P.F. Homer: a protein that selectively binds metabotropic glutamate receptors. // Nature. 1997. - V. 386.-P. 284-288.
69. Tu J.C., Xiao В., Yuan J.P., Lanahan A.A., Leoffert K., Li M., Linden D.J., Worley P.F. Homer binds a novel proline-rich motif and links group 1 metabotropic glutamate receptors with IP3 receptors. //Neuron. 1998. - V. 21. - P. 717-726.
70. Balazs R., Miller S., Romano C., de-Vries A., Chun Y., Cotman C.W. Metabotropic glutamate receptor mGluR5 in astrocytes: pharmacological properties and agonist regulation. // J. Neurochem.- 1997.-V. 69.-P. 151-163.
71. Gereau R.W., Heinemann S.F. Role of protein kinase С phosphorylation in rapid desensitization of metabotropic glutamate receptor 5. //Neuron. 1998. - V. 20. - P. 143-151.
72. Okamoto Т., Sekiyama N., Otsu M., Shimada Y., Sato A., Nakanishi S., Jingami H. Expression and purification of the extracellular ligand binding region of metabotropic glutamate receptor subtype 1.//J. Biol. Chem.- 1998.- V. 273.-P. 13089-13096.
73. Takahashi K., Tsuchida K., Tanabe Y., Masu M., Nakanishi S. Role of the large extracellular domain of metabotropic glutamate receptors in agonist selectivity determination. // J. Biol. Chem.1993. V. 268. - P. 19341-19345.
74. Shigemoto R., Abe Т., Nomura S., Nakanishi S., Hirano T. Antibodies inactivating mGluRl metabotropic glutamate receptor block long-term depression in cultured Purkinje cells // Neuron.1994.-V. 12.-P. 1245-1255.
75. Costantino G., Macchiarulo A., Pellicciari R. Modeling of amino-terminal domains of group I metabotropic glutamate receptors: structural motifs affecting ligand selectivity. // J. Med. Chem. -1999.-V. 42.-P. 5390-5401.
76. Costantino C., Macchiarulo A., Pellicciari R. Homology model of the closed, functionally active, form of the amino terminal domain of mGluRl. // Bioorg. Med. Chem. 2001. - V. 9. - P. 847852.
77. Bessis A.S., Jullian N., Coudert E., Pin J.P., Acher F. Extended glutamate activates metabotropic receptor types 1, 2 and 4: selective features at mGluR4 binding site. // Neuropharmacology. — 1999. -V.38.-P. 1543-1551.
78. Bertrand H.O., Bessis A.S., Pin J.P., Acher F.C. Common and selective molecular determinants involved in metabotopic glutamate receptor agonist activity. // J. Med. Chem. 2002. - V. 45. - P. 3171-3183.
79. Han G., Hampson D.R. Ligand binding to the amino-terminal domain of the mGluR4 subtype of metabotropic glutamate receptor. //J. Biol. Chem. 1999. - V. 274. - P. 10008-10013.
80. Wroblewska В., Wroblewski J.T., Pshenichkin S., Surin A., Sullivan S.E., Neale J.H. N-acetylaspartylglutamate selectively activates mGluR3 receptors in transfected cells. // J. Neurochem. 1997.-V. 69.-P. 174-181.
81. Brabet I., Mary S., Bockaert J., Pin J.P. Phenylglycine derivatives discriminate between mGluRl- and mGluR5-mediated responses. //Neuropharmacology. 1995. - V. 34. - P. 895-903.
82. Brabet 1., Parmentier M.L., De Colle C., Bockaert J., Acher F., Pin J.P. Comparative effect of L-CCG-I, DCG-IV and gamma-carboxy-L-glutamate on all cloned metabotropic glutamate receptor subtypes. // Neuropharmacology. 1998. - V. 37, - P. 1043-1051.
83. Tuckmantel W., Kozikowski A.P., Wang S., Pshenichkin S., Wroblewski J.T. Synthesis, molecular modeling, and biology of the 1-benzyl dervivative of APDC an apparent mGluR6 selective ligand. // Biomed. Chem. Lett. - 1997. - V. 7. - P. 601-606.
84. Kingston A.E., Burnett J.P., Mayne N.G., Lodge D. Pharmacological analysis of 4-carboxyphenylglycine derivatives: comparison of effects on mGluRI alpha and mGluR5a subtypes. // Neuropharmacology. 1995. - V. 34. - P. 887-894.
85. Favaron M., Manev R.M., Candeo P., Arban R., Gabellini N., Kozikowski A.P., Manev H. Trans-azetidine-2,4-dicarboxylic acid activates neuronal metabotropic receptors. // Neuroreport. -1993.-V. 4.-P. 967-970.
86. Ito I., Kohda A., Tanabe S., Hirose E., Hayashi M., Mitsunaga S., Sugiyama H. 3,5-Dihydroxyphenyl-glycine: a potent agonist of metabotropic glutamate receptors. // NeuroReport. -1992. V. 3. - P. 1013-1016.
87. Thomsen C., Boel E., Suzdak P.D. Actions of phenylglycine analogs at subtypes of the metabotropic glutamate receptor family. // Eur. J. Pharmacol. 1994. - V. 267. - P. 77-84.
88. Littman L., Tokar C, Venkatraman S., Roon R.J., Koerner J.F., Robinson M.B., Johnson R.L. Cyclobutane quisqualic acid analogues as selective mGluR5a metabotropic glutamic acid receptor204ligands. // J. Med. Chem. 1999. - V. 42. - P. 1639-1647.
89. Hayashi Y., Momiyama A., Takahashi Т., Ohishi H., Ogawa-Meguro R., Shigemoto R., Mizu-no N. Nakanishi S. Role of a metabotropic glutamate receptor in synaptic modulation in the accessory olfactory bulb. // Nature. 1993. - V. 366. - P. 687-690.
90. Clark B.P., Baker S.R., Goldsworthy J., Harris J.R., and Kingston A.E. (+)-2-MethyI-4-carboxyphenylglycine (LY367385) selectively antagonises metabotropic glutamate mGluRl receptors. // Bioorg. & Med. Chem. Lett. 1997. - V. 7. - P. 2777-2870.
91. Brauner-Osbome H., Krogsgaard-Larsen P. Pharmacology of (S)-homoquisqualic acid and (S)-2-amino-5-phosphonopentanoic acid (S)-AP5. at cloned metabotropic glutamate receptors. // Br. J.
92. Pharmacol. 1998. - V. 123. - P. 269-274.
93. Hermans E., Challiss R.A.J., Nahorski S.R. Effects of varying the expression level of recombinant human mGlulalpha receptors on the pharmacological properties of agonists and antagonists. // Br. J. Pharmacol. 1999. - V. 126. - P. 873-882.
94. Doherty A.J., Collingridge G.L., Jane D.E. Antagonist activity of alpha-substituted 4-carboxyphenylglycine analogues at group I metabotropic glutamate receptors expressed in CHO cells. // Br. J. Pharmacol. 1999. - V. 126. - P. 205-210.
95. Baker S.R., Clark B.P., Harris J.R., Griffy K.I., Kingston A.E., Tizzano J.P. LY393675, an a-substituted-cyclobutylglycine, is a potent group I metabotropic glutamate receptor antagonist. // Society Neurosci. Abstr. 1998. - V. 24. - P. 576.
96. Pellicciari R., Raimondo M., Marinozzi M., Natalini В., Costantino G., Thomsen C. (S)-(+)-2-(3'-carboxybicyclol.l.l.pentyl)-glycine, a structurally new group I metabotropic glutamate receptor antagonist. // J. Med. Chem. 1996. - V. 39. - P. 2874-2876.
97. Pellicciari R., Costantino G., Giovagnoni E., Mattoli L., Brabet I., Pin J.-P. Synthesis and preliminary evaluation of (S)-2-(4'-carboxycubyl)glycine, a new selective mGluRl antagonist. // Bioorg. Med. Chem. Lett. 1998. - V. 8. - P. 1569-1574.
98. Brauner-Osbome H., Nielsen В., Krogsgaard-Larsen P. Molecular pharmacology of homo-logues of ibotenic acid at cloned metabotropic glutamic acid receptors. // Eur. J. Pharmacol. 1998. -V. 350.-P. 311-316.
99. Thomsen C., Bruno V., Nicoletti F., Marinozzi M., Pellicciari R. ^l'S^'S^'R)^-^'-carboxy-3'-phenylcyclopropyl)glycine, a potent and selective antagonist of type 2 metabotropic glutamate receptors. // Mol. Pharmacol. 1996. - V. 50. - P. 6-9.
100. Ma D., Tian H., Sun H., Kozikowski A.P., Pschenichkin S., Wroblewski J.T. Synthesis and biological activity of cyclic analogues of MPPG and MCPG as metabotropic receptor antagonists. // Bioorg. Med. Chem. Lett. 1997. - V. 9. - P. 1195.
101. Kozikowski A.P., Steensma D., Varasi M., Pshenichkin S., Surina E., Wroblewski J.T. alpha-substituted quisqualic acid analogs: new metabotropic glutamate receptor group II selective antagonists. // Bioorg. Med. Chem. Lett. 1998. - V. 8. - P. 447-452.
102. Saugstad J.A., Segerson T.P., Westbrook G.L. L-2-amino-3-phosphonopropionic acid competitively antagonizes metabotropic glutamate receptors 1 alpha and 5 in Xenopus oocytes. // Eur. J. Pharmacol. 1995. - V. 289. - P. 395-397.
103. Brodkin J., Bradbury M., Busse C., Warren N., Bristow L.J., Vamey M.A. Reduced stress-induced hyperthermia in mGluR5 knockout mice. // Eur. J. Neurosci. 2002. - V. 16. - P. 2241— 2244.
104. Gether U. Uncovering molecular mechanisms involved in activation of G protein-coupled receptors. // Endocr. Rev. 2000. - V. 21. - P. 90-113.
105. Olah G.A., Trakhanov S., Trewhella J., Quiocho F.A. Leucine/isoleucine/valine-binding protein contracts upon binding of ligand. // J. Biol. Chem. 1993. - V. 268. - P. 16241-16247.
106. Hammerland L.G., Krapcho K.J., Garrett J.E., Alasti N., Hung B.C., Simin R.T., Levinthal C., Nemeth E.F., Fuller F.H. Domains determining ligand specificity for Ca2+ receptors. // Mol. Pharmacol. 1999. - V. 77. - P. 642-648.
107. Sladeczek F., Manzoni O., Fagni L., Dumuis A., Pin J.P., Sebben M., Bockaert J. Themetabotropic glutamate receptor (MGR): pharmacology and subcellular location. // J. Physiol. -1992.-V. 86.-P.47-55.
108. Thomsen C., Suzdak P.D. Serine-O-phosphate has affinity for type-IV, but not type-I, metabotropic glutamate receptor. // NeuroReport. 1993. - V. 4. - P. 1099-1101.
109. Brauner-Osbome H., Jensen A.A., Krogsgaard-Larsen P. Interaction of CPCCOEt with a chimeric mGlu(lb) and calcium sensing receptor. // NeuroReport. 1999. - V. 10. - P. 3923-3925.
110. Hammerland L.G., Garrett J.E., Hung B.C.P., Levinthal C., Nemeth E.F. Allosteric activation of the Ca2+ receptor expressed in Xenopus laevis oocytes by NPS 467 or NPS 568. // Mol. Pharmacol. 1998. - V. 53. - P. 1083-1088.
111. Hall D.A. Modeling the Functional Effects of Allosteric Modulators at Pharmacological Receptors: An Extension of the Two-State Model of Receptor Activation // Mol. Pharmacol. -2000. V. 58. - P. 1412-1423.
112. Fong T.M. Mechanistic Hypotheses for the Activation of G-protein-Coupled Receptor // Cell. Signal.-1996.-V. 8.- P. 217-224.
113. Tones M.A., Bendali H., Flor P.J., Rnopfel Т., Kuhn R. The agonist selectivity of a class III metabotropic glutamate receptor, human mGluR4a, is determined by the N-terminal extracellular domain. // NeuroReport. 1995. - V. 7. - P. 117-120.
114. Brauner-Osbome H., Krogsgaard-Larsen P. Functional pharmacology of cloned heterodimeric GABAb receptors expressed in mammalian cells. // Br. J. Pharmacol. 1999. - V. 128. - P. 13701374.
115. Jensen A.A., Sheppard P.O., O'Hara P.J., Krogsgaard-Larsen P., Brauner-Osborne H. The role of Arg(78) in the metabotropic glutamate receptor mGlu(l) for agonist binding and selectivity. // Eur. J. Pharmacol. 2000. - V. 397. - P. 247-253.
116. Kubokawa K., Miyashita Т., Nagasawa H., Kubo Y. Cloning and characterization of a bifunctional metabotropic receptor activated by both extracellular calcium and glutamate. // FEBS Lett. 1996. - V. 392. - P. 71-76.
117. Gabellini N., Manev R.M., Candeo P., Favaron M., Manev H. Carboxyl domain of glutamate receptor directs its coupling to metabolic pathways. // NeuroReport. 1993. - V. 4. - P. 531-534.
118. Kubo Y., Miyashita Т., Murata Y. Structural basis for a Ca2+-sensing function of the metabotropic glutamate receptors. // Science. 1998. - V. 279. - P. 1722-1725.
119. Saunders R., Nahorski S.R., Challiss R.A.J. A modulatory effect of extracellular Ca2+ on type 1 alpha metabotropic glutamate receptor-mediated signalling. // Neuropharmacology. 1998. - V. 37.-P. 273-276.
120. Baude A., Nusser Z., Molnar E., Mcllhinney R.A., Somogyi P. Highresolution immunogold localization of AMPA type glutamate receptor subunits at synaptic and non-synaptic sites in rat hippocampus. // Neuroscience. 1995. - V. 69. - P. 1031-1055.
121. Alaluf S., Mulvihill E.R., Mcllhinney R.A. Rapid agonist mediated phosphorylation of the metabotropic glutamate receptor 1 alpha by protein kinase С in permanently transfected BHK cells. // FEBS Lett. 1995. - V. 367. - P. 301-305.
122. Romano C., Yang W.L., O'Malley K.L. Metabotropic glutamate receptor 5 is a disulfide-linked dimer. // J. Biol. Chem. 1996. - V. 271. - P. 28612-28616.
123. Romano C., Miller J.K., Hyrc K., Dikranian S., Mennerick S., Takeuchi Y„ Goldberg M.P., O'Malley K.L. Covalent and noncovalent interactions mediate metabotropic glutamate receptor mGlu(5) dimerization. // Mol. Pharmacol. 2001. - V. 59. - P. 46-53.
124. Robbins M.J., Ciruela F., Rhodes A., Mcllhinney R.A. Characterization of the dimerization of metabotropic glutamate receptors using an N-terminal truncation of mGluRl alpha. // J. Neurochem. 1999. - V. 72. - P. 2539-2547.
125. Pace A.J., Gama L., Breitwieser G.E. Dimerization of the calciumsensing receptor occurs within the extracellular domain and is eliminated by Cys—+Ser mutations at CyslOl and Cys236. // J.Biol. Chem. 1999.-V. 274.-P. 11629-11634.
126. Petralia R.S., Wang Y.X., Singh S., Wu C., Shi L., Wei J., Wenthold R.J. A monoclonal antibody shows discrete cellular and subcellular localizations of mGluRl alpha metabotropic glutamate receptors. // J. Chem. Neuroanat. 1997. - V. 13. - P. 77-93.
127. Hebert Т.Е., Bouvier M. Structural and functional aspects of G proteincoupled receptor oligo-merization. // Biochem. Cell Biol. 1998. - V. 76. - P. 1-11.
128. Cvejic S., Devi L.A. Dimerization of the delta opioid receptor: Implication for a role in receptor internalization. // J. Biol. Chem. 1997. - V. 272. - P. 26959-26964.
129. Romano C., Saito I., O'Malley K.L. Metabotropic glutamate receptors dimers. In Metabotropic Glutamate Receptors and Brain Function (Moroni F., Nicoletti F., Pellegrini-Giampietro D.E., eds.), 1998. P. 1-8, Portland Press Ltd, London.
130. Kaupmann K., Malitschek В., Schuler V., Heid J., Froestl W., Beck P., Mosbacher J., Bischoff S., Kulik A., Shigemoto R. et al. GABA(B)-receptor subtypes assemble into functional heteromeric211complexes. // Nature. 1998. - V. 396. - P. 683-687.
131. White J.H., Wise A., Main M.J., Green A., Fraser N.J., Disney G.H., Barnes A.A., Emson P., Foord S.M., Marshall F.H. Heterodimerization is required for the formation of a functional GABA(B) receptor. //Nature. 1998. - V. 396. - P. 679-682.
132. Rodriguez-Moreno A., Sistiaga A., Lerma J., Sanchez-Prieto J. Switch from facilitation to inhibition of excitatory synaptic transmission by group I mGluR desensitization. // Neuron. 1998. -V.21.-P. 1477-1486.
133. Aramori I., Nakanishi S. Signal transduction and pharmacological characteristics of a metabotropic glutamate receptor, mGluR 1, in transfected CHO cells. // Neuron. 1992. - V. 8. - P. 757-765.
134. Savarese T.M., Fraser C.M. In vitro mutagenesis and the search for structure-function relationships among G protein-coupled receptors. // Biochem. J. 1992. - V. 283. - P. 1-19.
135. Mary S., Stephan D., Gomeza J., Bockaert J., Pruss R.M., Pin J.P. The rat mGluld receptor splice variant shares functional properties with the other short isoforms of mGlul receptor. // Eur. J. Pharmacol. 1997. - V. 335. - P. 65-72.
136. Nitsch R.M., Deng A., Wurtman R.J., Growdon J.H. Metabotropic glutamate receptor subtype mGluRlalpha stimulates the secretion of the amyloid beta-protein precursor ectodomain. // J. Neurochem. 1997. -V. 69. - P. 704-712.
137. Thomsen C. Metabotropic glutamate receptor subtype 1A activates adenylate cyclase when expressed in baby hamster kidney cells. // Prog. Neuropsychopharmacol. Biol. Psychiatry. 1996. -V. 20.-P. 709-726.
138. Hiltscher R., Seuwen K., Boddeke H.W., Sommer В., Laurie D.J. Functional coupling of human metabotropic glutamate receptor hmGluld: comparison to splice variants hmGlula and -lb. // Neuropharmacology. 1998. - V. 37. - P. 827-837.
139. Minakami R., Jinnai N., Sugiyama H. Phosphorylation and calmodulin binding of the metabotropic glutamate receptor subtype 5 (mGluR5) are antagonistic in vitro. // J. Biol. Chem. 1997. -V. 272.-P. 20291-20298.
140. Hall R.A., Premont R.T., Lefkowitz R.J. Heptahelical receptor signaling: Beyond the G protein paradigm. // J. Cell Biol. 1999. - V. 145. - P. 927-932.
141. Heuss C., Gerber U. G-protein-independent signaling by G-proteincoupled receptors. // Trends Neurosci. 2000. - V. 23. - P. 469^75.
142. Heuss C., Scanziani M., Gahwiler B.H., Gerber U. G-proteinindependent signaling mediated by metabotropic glutamate receptors. // Nat. Neurosci. — 1999. V. 2. - P. 1070-1077.
143. Lefkowitz R.J.G protein-coupled receptors. III. New roles for receptor kinases and beta-arres-tins in receptor signaling and desensitization. //J. Biol. Chem. 1998. - V. 273. - P. 18677-18680.
144. Ferraguti F., Baldani G.B., Corsi M., Nakanishi S., Corti C. Activation of the extracellular signal-regulated kinase 2 by metabotropic glutamate receptors. II Eur. J. Neurosci. 1999. - V. 11. - P.2073-2082.
145. Mundell S.J., Matharu A.L., Pula G., Roberts P.J., Kelly E. Agonistinduced internalisation of the metabotropic glutamate receptor la is arrestin- and dynamin-dependent. // J. Neurochem. -2001.-V. 78.-P. 546-551.
146. Lujan R., Nusser Z., Roberts J.D., Shigemoto R., Somogyi P. Perisynaptic location of metabotropic glutamate receptors mGluRl and mGluR5 on dendrites and dendritic spines in the rat hippocampus. // Eur. J. Neurosci. 1996. - P. 8. - P. 1488-1500.
147. Fagni L., Chavis P., Ango F., Bockaert J. Complex interactions between mGluRs, intracellular Ca2+ stores and ion channels in neurons. II Trends Neurosci. 2000. - V. 23. - P. 80-88.
148. Soloviev M.M., Ciruela F., Chan W.Y., Mcllhinney R.A.J. Molecular characterisation of two structurally distinct groups of human Homers, generated by extensive alternative splicing. // J. Mol. Biol. -2000. V. 295.-P. 1185-1200.
149. Ango F., Prezeau L., Muller Т., Tu J.C., Xiao В., Worley P.F., Pin J.P., Bockaert J., Fagni L. Agonist-independent activation of metabotropic glutamate receptors by the intracellular protein Homer. // Nature. 2001. - V. 411. - P. 962-965.
150. Ciruela F., Soloviev M.M., Chan W.Y., Mcllhinney R.A.J. Homer-lc/Vesl-lL modulates thecell surface targeting of metabotropic glutamate receptor type 1 alpha: Evidence for an anchoring function. // Mol. Cell. Neurosci. 2000. - V. 15. - P. 36-50.
151. Husi H., Ward M.A., Choudhary J.S., Blackstock W.P., Grant S.G.N. Proteomic analysis of NMDA receptor-adhesion protein signaling complexes. // Nat. Neurosci. 2000. - V. 3. - P. 661669.
152. Ango F., Pin J.P., Tu J.C., Xiao В., Worley P.F., Bockaert J., Fagni L. Dendritic and axonal targeting of type 5 metabotropic glutamate receptor is regulated by Homer 1 proteins and neuronal excitation. // J. Neurosci. 2000. - V. 20. - P. 8710-8716.
153. Kammermeier P.J., Xiao В., Tu J.C., Worley P.F., Ikeda S.R. Homer proteins regulate coupling of group I metabotropic glutamate receptors to N-type calcium and M-type potassium channels. // J. Neurosci. 2000. - V. 20. - P. 7238-7245.
154. Hepler J.R. Emerging roles for RGS proteins in cell signalling. // Trends Pharmacol. Sci. -1999.-V. 20.-P. 376-382.
155. Zhong H., Neubig R.R. Regulator of G protein signalling: Novel multifunctional drug targets. // J. Pharmacol. Exp. Ther. 2001. - V. 297. - P. 837-845.
156. Gold S.J., Ni Y.G., Dohlman H.G., Nestler E.J. Regulators of G-protein signaling (RGS) proteins: Region-specific expression of nine subtypes in rat brain. H J. Neurosci. 1997. - V. 17. -P. 8024-8037.
157. Kammermeier P.J., Ikeda S.R. Expression of RGS2 alters the coupling of metabotropic glutamate receptor la to M-type K+ and N-type Ca2+ channels. // Neuron. 1999. - V. 22. - P. 819— 829.
158. Saugstad J.A., Marino M.J., Folk J.A., Hepler J.R., Conn P.J. RGS4 inhibits signaling by group I metabotropic glutamate receptors. // J. Neurosci. 1998. - V. 18. - P. 905-913.
159. Krupnick J.G., Benovic J.L. The role of receptor kinases and arrestins in G protein-coupled receptor regulation. // Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 1998. - V. 38. - P. 289-319.
160. Ferguson S.S.G. Evolving concepts in G protein-coupled receptor endocytosis: The role in receptor desensitization and signaling. // Pharmacol. Rev. 2001. - V. 53. - P. 1-24.
161. Herrero I., Miras P.M., Sanchez-Prieto J. Rapid desensitization of the metabotropic glutamate receptor that facilitates glutamate release in rat cerebrocortical nerve terminals. // Eur. J. Neurosci.•- 1994.- V. 6.-P. 115-120.
162. Fiorillo C.D., Williams J.T. Glutamate mediates an inhibitory postsynaptic potential in dopamine neurons. // Nature. 1998. - V. 394. - P. 78-82.
163. Wang D.X., Sadee W., Quillan J.M. Calmodulin binding to G-protein-coupling domain of opioid receptors. // J. Biol. Chem. 1999. - V. 274. - P. 22081-22088.
164. Bofill-Cardona E., Kudlacek O., Yang Q., Ahorn H., Freissmuth M., Nanoff C. Binding of calmodulin to the D-2-dopamine receptor reduces receptor signaling by arresting the G protein activation switch. // J. Biol. Chem. 2000. - V. 275. - P. 32672-32680.
165. Alagarsamy S., Marino M.J., Rouse S.T., Gereau R.W., Heinemann S.F., Conn P.J. Activation of NMDA receptors reverses desensitization of mGluR5 in native and recombinant systems. // Nat. Neurosci. 1999. - V. 2. - P. 234-240.
166. Ciruela F., Mcllhinney R.A.J. Metabotropic glutamate receptor type 1 alpha and tubulin assemble into dynamic interacting complexes. // J. Neurochem. 2001. - V. 76. - P. 750-757.
167. Ciruela FM Giacometti A., Mcllhinney R.A.J. Functional regulation of metabotropic glutamateireceptor type lc: a role for phosphorylation in the desensitization of the receptor. // FEBS Lett. -1999.-V.462.-P. 278-282.
168. Lujan R., Ciruela F. Immunocytochemical localization of metabotropic glutamate receptor type I alpha and tubulin in rat brain. // NeuroReport. 2001. - V. 12. - P. 1285-1291.
169. Cai Y.-D., Hu J., Li Y.-X., Chou K.-C. Prediction of Protein Structural Classes by a Neural Network Method // Internet Electronic Journal of Molecular Design. 2002. V. 1. № 7. P. 332-338.
170. Berman H.M., Westbrook J., Feng Z., Gilliland G., Bhat T.N., Weissig H., Shindyalov I.N., Bourne P.E. The Protein Data Bank. // Nucl. Acids. Res. 2000. - V. 28. - P. 235-242.
171. Hua Q.X., Hu S.Q., Jia W., Chu Y.C., Burke G.T., Wang S.H., Wang R.Y., Katsoyannis P.G., Weiss M.A. Mini-proinsulin and mini-IGF-I: homologous protein sequences encoding nonhomologous structures. //J. Mol. Biol. 1998. - V. 277. - P. 103-118.
172. Corpet F. Multiple sequence alignment with hierarchical clustering. // Nucl. Acids. Res. -1988.-V. 16.-P. 10881-10890.
173. Henikoff S., Henikoff J.G. Amino acid substitution matrices from protein blocks. // Proc. Natl. Acad. USA. 1992. - V. 89. - P. 10915-10919.
174. Henikoff S., Henikoff J.G. Performance evaluation of amino acid substitution matrices. // Proteins. 1993. -V. 17. - P. 49-61.
175. Henikoff S., Henikoff J.G. Position-based sequence weights. // J. Mol. Biol. 1994. - V. 243. -P. 574-578.
176. Henikoff S., Henikoff J.G. Amino acid substitution matrices. // Adv. Protein. Chem. 2000. — V. 54.-P. 73-97.
177. George D.G., Barker W.C., Hunt L.T. Mutation data matrix and its uses. // Methods in Enzymology. 1990. -V. 183. - P. 333-351.
178. Altschul S.F. Amino acid substitution matrices from an information theoretic perspective. // J. Mol. Biol. 1991. - V. 219. - P. 555-565.
179. Altschul S.F., Boguski M.S., Gish W., Wootton J.C. Issues in searching molecular sequence databases. // Nature Genetics. 1994. - V. 6. - P. 119-129.
180. Беленикин M.C., Костантино Г., Палюлин В.А., Пелличари Р., Зефиров Н.С. Молекулярное моделирование лигандсвязывающих доменов NR3A и NR3B субъединиц NMDA рецептора. // ДАН. 2003. - Т. 389. - № 2. - С. 252-258.
181. Insight II Modeling Environment. San Diego: Molecular Simulations Inc.
182. Gamier J., Gibrat J.F., Robson B. GOR method for predicting protein secondary structure from amino acid sequence. // Methods Enzymol. 1996. - V. 266. - P. 540-553.
183. Bairoch A., Apweiler R. The SWISS-PROT protein sequence database and its supplement TrEMBL in 2000. // Nucleic Acids Res. 2000. - V. 28. - P. 45-48.
184. Desai M.A., Burnett J.P., Mayne N.G., Schoepp D.D. Cloning and expression of a human metabotropic glutamate receptor 1 alpha: enhanced coupling on co-transfection with a glutamate transporter. // Mol. Pharmacol. 1995. - V. 48. - P. 648-657.
185. Makoff A., Volpe F„ Lelchuk R., Harrington K., Emson P. Molecular characterization and localization of human metabotropic glutamate receptor type 3. // Brain Res. Mol. Brain Res. 1996. - V. 40. - P. 55-63.
186. Flor P.J., Lukic S., Ruegg D., Leonhardt Т., Knopfel Т., Kuhn R. Molecular cloning, functional expression and pharmacological characterization of the human metabotropic glutamate receptor type 4. // Neuropharmacology. 1995. - V. 34. - P. 149-155.
187. Makoff A., Lelchuk R., Oxer M., Harrington K., Emson P. Molecular characterization and localization of human metabotropic glutamate receptor type 4. // Brain Res. Mol. Brain Res. 1996. -V. 37.-P. 239-248.
188. Makoff A., Pilling C., Harrington K., Emson P. Human metabotropic glutamate receptor type 7: molecular cloning and mRNA distribution in the CNS. // Brain Res. Mol. Brain Res. 1996. - V. 40.-P. 165-170.
189. Scherer S.W., Soder S., Duvoisin R.M., Huizenga J.J., Tsui L.-C. The human metabotropic glutamate receptor 8 (GRM8) gene: a disproportionately large gene located at 7q31.3-q32.I. // Genomics. 1997. - V. 44. - P. 232-236.
190. Jones D.T. Protein secondary structure prediction based on position-specific scoring matrices. // J. Mol. Biol. 1999. - V. 292. - P. 195-202.
191. Беленикин M.C., Баскин И.И., Костантино Г., Палюлин В.А., Пелличари Р., Зефиров Н.С. Сравнительный анализ лигандсвязывающих сайтов метаботропных глутаматных рецепторов mGluRl-mGluR8. // ДАН. 2002. - Т. 386. - № 2. - С. 261-266.
192. Sybyl 6.6; 6.7.2; 6.9. Tripos, Inc. 1699 South Hanley Road, St. Louis, MO 63144. http://www.tripos.com.
193. Беленикин M.C., Баскин И.И., Палюлин B.A., Зефиров Н.С. Молекулярное моделирование аминоконцевого домена глутаматного метаботропного рецептора mGluR 1 методом "протягивания нити". // ДАН. 2002. - Т. 383. - № 5. - С. 643-647.
194. Jones D.T., Taylor W.R., Thornton J.M. A new approach to protein fold recognition. // Nature.- 1992.-V. 358.-P. 86-89.
195. Sack J.S., Trakhanov S.D., Tsigannik I.H., Quiocho F.A. Structure of the L-leucine-binding protein refined at 2.4 A resolution and comparison with the Leu/Ile/Val-binding protein structure. // J. Mol. Biol. 1989. -V. 206. - P. 193-207.
196. Sack J.S., Saper M.A., Quiocho F.A. Periplasmic binding protein structure and function. Refined X-ray structures of the leucine/isoleucine/valine-binding protein and its complex with leucine. // J. Mol. Biol. 1989. - V. 206. - P. 171-191.
197. Pearl L., O'Hara В., Drew R., Wilson S. Crystal structure of AmiC: the controller of transcription antitermination in the amidase operon of Pseudomonas aeruginosa. // EMBO J. -1994.-V. 13.-P. 5810-5817.
198. Murzin A.G., Brenner S.E., Hubbard Т., Chothia C. SCOP: a structural classification of proteins database for the investigation of sequences and structures. // J. Mol. Biol. 1995. - V. 247.- P. 536-540.
199. Thompson J.D., Gibson T.J., Plewniak F., Jeanmougin F., Higgins D.G. The CLUSTALX windows interface: flexible strategies for multiple sequence alignment aided by quality analysis tools. // Nucleic Acids Res. 1997. - V. 25. - P. 4876-4882.
200. Armstrong N., Gouaux E. Mechanisms for activation and antagonism of an AMPA-sensitive glutamate receptor: crystal structures of the GluR2 ligand binding core. // Neuron. 2000. - V. 28. -P. 165-181.
201. Hu J., Reyes-Cruz G., Goldsmith P.K., Spiegel A.M. The Venus's-flytrap and cysteine-rich domains of the human Ca2+ receptor are not linked by disulfide bonds. // J. Biol. Chem. 2001. -V. 276.-P. 6901-6904.
202. Hu J., Hauache O., Spiegel A.M. Human Ca2+ receptor cysteine-rich domain Analysis of function of mutant and chimeric receptors. // J. Biol. Chem. - 2000. - V. 275. - P. 16382-16389.
203. Hosie A.M., Dunne E.L., Harvey R.J., Smart T.G. Zinc-mediated inhibition of GABA(A) receptors: discrete binding sites underlie subtype specificity. // Nat. Neurosci. 2003. - V. 6. - P. 362-369.
204. Беленикин M.C., Костантино Г., Палюлин В.А., Пелличари Р., Зефиров Н.С. Молекулярное моделирование трансмембранного домена метаботропного глутаматного рецептора mGluRl. // ДАН. 2003. - Т. 393. - № 6. - С. 827 -831.
205. Беленикин М.С., Палюлин В.А., Зефиров Н.С. Моделирование структуры домена, богатого цистеиновыми остатками, в метаботропных глутаматных рецепторах. // ДАН.2003. Т. 294. - № 2. - С. 259-264.
206. Edman K., Royant A., Nollert P., Maxwell C., Pebay-Peyroula E., Navarro J., Neutze R., Landau E. Early Structural Rearrangements in the Photocycle of an Integral Membrane Sensory Receptor // Structure. 2002. - V. 10. - P. 473-482.
207. Okada Т., Fujiyoshi Y., Silow M., Navarro J., Landau E.M., Shichida Y. Functional role of internal water molecules in rhodopsin revealed by X-ray crystallography. // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2002. - V. 99. - P. 5982-5987.
208. Sadovskaya N.S. The comparative analysis of servers for prediction of transmembrane domains // Proceedings of the international Moscow conference on computational molecular biology. Moscow. 22-25 July. 2003. P. 206-207.
209. McGuffm L.J., Bryson K., Jones D.T. The PSIPRED protein structure prediction server. // Bioinformatics. 2000. - V. 16. - P. 404-405.
210. Sonnhammer E.L., von Heijne G., Krogh A. A hidden Markov model for predicting transmembrane helices in protein sequences. // Proc. Int. Conf. Intell. Syst. Mol. Biol. 1998. - V. 6. - P. 175-182.
211. Krogh A., Larsson В., von Heijne G., Sonnhammer E.L. Predicting transmembrane protein topology with a hidden Markov model: application to complete genomes. // J. Mol. Biol. 2001. -V. 305.-P. 567-580.
212. Tusnady G.E., Simon I. The HMMTOP transmembrane topology prediction server. // Bioinformatics. 2001. - V. 17. - P. 849-850.
213. Dean M.K., Higgs C„ Smith R.E., Bywater R.P., Snell C.R., Scott P.D., Upton G.J., Howe T.J., Reynolds C.A. Dimerization of G-protein-coupled receptors. // J. Med. Chem. 2001. - V. 44. - P. 4595-4614.
214. Gouldson P.R., Higgs C., Smith R.E., Dean M.K., Gkoutos G.V., Reynolds C.A. Dimerization and domain swapping in G-protein-coupled receptors: a computational study. Neuropsychopharma-cology. 2000. - V. 23. - P. S60-77.
215. Ray К., Northup J. Evidence for distinct cation and calcimimetic compound (NPS 568) recognition domains in the transmembrane regions of the human Ca2+ receptor. // J. Biol. Chem. 2002. -V. 277.-P. 18908-18913.
216. Chen R., Weng Z. Docking unbound proteins using shape complementarity, desolvation, and electrostatics. // Proteins. 2002. - V. 47. - P. 281-294.
217. Pellicciari R., Costantino G., Macchiarulo A. Metabotropic glutamate receptors: a structural view point. // Pharm. Acta. Helv. 2000. - V. 74. - P. 231-237.
218. Filizola М., Tasso S.M., Loew G.H., Villar Н.О. Global physicochemical properties as activity discriminants for the mGluRl subtype of metabotropic glutamate receptors. // J. Comput. Chem. -2001.-V. 22.-P. 2018-2027.
219. Monahan J.B., Hood W.F., Compton R.P., Cordi A.A., Snyder J.P., Pellicciari R., Natalini B. Characterization of D-3,4-cyclopropylglutamates as N-methyl-D-aspartate receptor agonists. // Neurosci. Lett. 1990. - V. 112. - P. 328-332.
220. Monn J.A., Valli M.J., Massey S.M., Wright R.A., Salhoff C.R., Johnson B.G., Howe Т., Alt
221. C.A., Rhodes G.A., Robey R.L., Griffey K.R., Tizzano J.P., Kallman M.J., Helton D.R., Schoepp
222. Gasparini F., Inderbitzin W., Francotte E., Lecis G., Richert P., Dragic Z., Kuhn R., Flor P.J. (+)-4-phosphonophenylglycine (PPG) a new group III selective metabotropic glutamate receptor agonist.//Bioorg. Med. Chem. Lett.-2000. V. 10.-P. 1241-1244.
223. Nishio M., Umezawa Y., Hirota M., Takeuchi Y. The СН/л interaction: significance in molecular recognition.//Tetrahedron. 1995.-V. 51.-P. 8665-8701.
224. Matsushima A., Fujita Т., Nose Т., Shimohigashi Y. Edge-to-face СН/я interaction between ligand Phe-Phenyl and receptor aromatic group in the thrombin receptor activation. // J. Biochem. -2000.-V. 128.-P. 225-232.
225. Rablen P.R., Lockman J.W., Jorgensen W.L. Ab initio study of hydrogen-bonded complexes of small organic molecules with water. // J. Phys. Chem. A. 1998. - V. 102. - P. 3782-3797.
226. Bessis A.S., Bolte J., Pin J.P., Acher F. New probes of the agonist binding site of metabotropic glutamate receptors. // Bioorg. Med. Chem. Lett. 2001. - V. 11. - P. 1569-1572.
227. Cerius2, version 4.6; Accelrys: San Diego. CA. 2000.
228. Muegge I., Martin Y.C. A general and fast scoring function for protein-ligand interactions: asimplified potential approach. I I J. Med. Chem. 1999. - V. 42. - P. 791-804.
229. Macchiarulo A., Costantino G., Sbaglia R., Aiello S., Meniconi M., Pellicciari R. The role of electrostatic interaction in the molecular recognition of selective agonists to metabotropic glutamate receptors. // Proteins. 2003. - V. 50. - P. 609-619.
230. Ewing T.J.A, Kuntz I.D. Critical evaluation of search algorithms used in automated molecular docking // J. Comput. Chem. 1997. - V. 18. - P. 1175-1189.
231. Goodsell D.S., Olson A.J. Automated docking of substrates to proteins by simulated annealing // Proteins. 1990. - V. 8. - P. - 195-202.
232. Morris G.M., Goodsell D.S., Halliday R.S., Huey R., Hart W.E., Belew R.K., Olson A.J. Automated Docking Using a Lamarckian Genetic Algorithm and An Empirical Binding Free Energy Function // J. Comput. Chem. 1998. - V. 19. - P. 1639-1662.
233. Osterberg F., Morris G.M., Sanner M.F., Olson A.J., Goodsell D.S. Automated docking to multiple target structures: incorporation of protein mobility and structural water heterogeneity in AutoDock. // Proteins. 2002. - V. 46. - P. 34-40.
234. Jones G., Willett P., Glen R.C., Leach A.R., Taylor R. Development and validation of a genetic algorithm for flexible docking // J. Mol. Biol. 1997. - V. 267. - P. 727-748.
235. Chen R, Weng Z. A novel shape complementarity scoring function for protein-protein docking. // Proteins. 2003. - V. 51. - P. 397-408.
236. Vakser I.A. Low-resolution docking: Prediction of complexes for underdetermined structures. // Biopolymers. 1996. - V. 39. - P. 455-464.
237. Jones G., Willett P., Glen R.C. A genetic algorithm for flexible molecular overlay and pharmacophore elucidation. // J. Comput. Aided Mol. Des. 1995. - V. 9. - P. 532-549.
238. Oshiro C.M., Kuntz I.D., Dixon J.S. Flexible ligand docking using a genetic algorithm. // J. Comput.-Aided Mol. Des. 1995. - V. 9. - P. 113-130.
239. J.C., Stote R., Straub J., Watanabe M., Wiorkiewicz-Kuczera J., Yin D., Karplus M. All-atom empirical potential for molecular modeling and dynamics Studies of proteins. // J. Phys. Chem. B. -1998.-V. 102.-P. 3586-3616.
240. Besler B.H., Merz K.M., Kollman P.A. Atomic Charges Derived from Semiempirical Methods // J. Сотр. Chem. 1990. - V. 11. - P. 431^39.
241. Беленикин M.C., Маккиаруло А., Костантино Г., Палюлин В.А., Пелличари Р., Зефиров Н.С. Молекулярный докинг лигандов глутаматных рецепторов. // Вестник МГУ. Серия 2 Химическая. 2002. - Т. 43. - № 4. - С. 221-230.
242. Wang R., Liu L., Lai L., Tang Y. SCORE: A New Empirical Method for Estimating the Binding Affinity of a Protein-Ligand Complex // J. Mol. Model. 1998. - V. 4. - P. 379-394.
243. Gohlke H., Klebe G. Statistical potentials and scoring functions for protein-ligand binding. // Curr. Opin. Struct. Biol. 2001. - V. 11. - P. 231-235.
244. Reviews in Computational Chemistry, Volume 17. Edited by Kenny B. Lipkowitz, Donald B. Boyd Copyright 2001 John Wiley & Sons, Inc.
245. Ha S., Andreani R., Robbins A., Muegge I. Evaluation of docking/scoring approaches: a comparative study based on MMP3 inhibitors. // J.Comput.-Aided Mol. Des. 2000. - V. 14. - P. 435448.
246. Forrest S. Genetic Algorithm: Principles of Natural Selection Applied to Computation // Science 1993.- V. 261.-№ 5123.-P. 872-878.
247. Bohm H.J. LUDI: rule-based automatic design of new substituents for enzyme inhibitor leads // J. Comput. Aided. Mol. Des. 1992. - V. 6. - № 6. - P. 593-606.
248. Wang R., Gao Y., Lai L. LigBuilder: A Multi-Purpose Program for Structure-Based Drug Design // J. Mol. Model. 2000. - V. 6. - № 7. - P. 498-516.
249. Lauri G., Bartlett P.A. CAVEAT: a program to facilitate the design of organic molecules // J. Comp.-Aided. Mol. Des. 1994. - V. 8. - № 1. - P. 51-66.
250. Moon J.B., Howe W.J. Computer design of bioactive molecules: a method for receptor-based de novo ligand design // Proteins. 1991. - V. 11. -№ 4. - P. 314-328.
251. Lipinski C.A., Lombardo F., Dominy B.W., Feeney P.J. Experimental and computational approaches to estimate solubility and permeability in drug discovery and development settings //
252. Adv. Drug Delivery Rev. 1997. - V. 23. - P. 23-25.
253. Molchanova M.S., Shcherbukhin V.V., Zefirov N.S. Computer Generation of Molecular Structures by the SMOG program. // J. Chem. Inf. Comput. Sci. 1996. - V. 36. - P. 888-899.
254. Marelius J., Kolmodin K., Feierberg I., Aqvist J. Q: a molecular dynamics program for free energy calculations and empirical valence bond simulations in biomolecular systems. // J. Mol. Graph. Model. 1998. - V. 16. - P. 213-225, 261.
255. Carlson H.A., Jorgensen W.L. An Extended Linear Response Method for Determining Free Energies of Hydration. // J. Phys. Chem. 1995. - V. 99. - P. 10667-10673.
256. Pellicciari R., Costantino G., Giovagnoni E., Mattoli L., Brabet I., Pin J.-P, Synthesis and preliminary evaluation of (S)-2-(4'-carboxycubyl)glycine, a new selective mGluR 1 antagonist. // Bioorg. Med. Chem. Lett. 1998. - V. 8. - P. 1569-1574.
257. Ryckaert J.P., Ciccotti G., Berendsen H.J.C. Numerical integration of the Cartesian equation of motion of a system with constraints: molecular dynamics of N-alkanes // J. Comput. Phys. 1977. -V. 23.-P. 327-341.
258. Kale L., Skeel R., Bhandarkar M., Brunner R., Gursoy A., Krawetz N., Phillips J., Shinozaki A., Varadarajan K., Schulten K. NAMD2: Greater scalability for parallel molecular dynamics. // J. Comput. Phys. 1999. - V. 151. - P. 283-312.
259. Зефирова О.Н., Зефиров Н.С. Физиологически активные соединения, взаимодействующие с глутаматными рецепторами. //ЖОрХ. 2000. - Т. 36. - Вып. 9. - С. 1273-1300.
260. Ewald P.P. Die Berechnung optischer und elektrostatischer Gitterpotentiale. // Ann. Phys. -1921.-V. 64.-P. 253-287.
261. Darden Т., York D., Pedersen L. Particle mesh Ewald: An N-log(N) method for Ewald sums in large systems // J. Chem. Phys. 1993. - V. 98. - P. 10089-10092.
262. Essmann U., Perera L., Berkowitz M.L., Darden Т., Lee H., Pedersen L.G. A smooth particle mesh ewald potential III. Chem. Phys. 1995. - V. 103. P. 8577-8592.
263. Hockney R.W., Eastwood J.W. Computer simulation using particles. NewYork: McGrawHill 1981.
264. Manual version 3.1.1, Nijenborgh 4, 9747 AG Groningen, The Netherlands. Internet: www.gromacs.org (2002).
265. Isralewitz В., Baudry J., Gullingsrud J., Kosztin D., Schulten K. Steered molecular dynamics investigations of protein function. // J. Mol. Graph. Mod. 2001. - V. 19. - P. 13-25.
266. Kale L., Skeel R., Bhandarkar M., Brunner R., Gursoy A., Krawetz N., Phillips J., Shinozaki A., Varadarajan K., Schulten K. NAMD2: Greater scalability for parallel molecular dynamics. // J. Сотр. Phys. 1999. V. 151. P. 283-312.
267. Heller Н., Schaefer М., Schulten К. Molecular dynamics simulation of a bilayer of 200 lipids in the gel and in the liquid crystal-phases. H J. Phys. Chem. 1993. - V. 97. - P. 8343-8360.
268. Parmentier M.L., Prezeau L., Bockaert J., Pin J.P. A model for the functioning of family 3 GPCRs. // Trends Pharmacol. Sci. 2002. - V. 23. - P. 268-274.
269. Hermans E., Challiss R.A.J. Structural, signalling and regulatory properties of the group I metabotropic glutamate receptors: prototypic family С G-protein-coupled receptors. // Biochem. J. 2001. - V. 359. - P. 465-484.
270. Laskowski R.A., MacArthur M.W., Moss D.S., Thornton J.M. PROCHECK a program to check the stereochemical quality of protein structures. // J. Appl. Cryst. - 1993. - V. 26. - P. 283291.
271. Luthy R., Bowie J.U., Eisenberg D. Assessment of protein models with three-dimensionalprofiles, II Nature. 1992. V. 356. P. 83-85.
272. Vaguine A. A., Kichclle J. Wodak S.J. SFCHECK.: a unified sei of procedures for evaluating the quality of raacromolecular structure-factor data and iheir agreement with the atomic mode!. Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. 1999.-V. 55,- P, 191-205.