PASS и STITCH в верификации неизвестных свойств пирувата и лактата. Обзор литературы и фрагменты собственных исследований
Бюллетень сибирской медицины. 2023;22(3):110-119. https://doi.org/10.20538/1682-0363-2023-3-110-119
Цель исследования заключается в выявлении прогнозируемого спектра биологической активности пирувата и лактата с применением современных методов моделирования, определение потенциальных белковых партнеров для межмолекулярного взаимодействия.
Материалы и методы. Определение спектра биологической активности пирувата и лактата по структурной формуле проводили в программном обеспечении Prediction of Activity Spectra for Substances (PASS). Прогнозирование потенциальных белковых партнеров взаимодействия для малых молекул выполняли в системе Search Tool for Interactions Chemicals (STITCH, инструмент поиска взаимодействующих химических веществ).
Результаты. Анализируя полученные результаты in silico, обращает на себя внимание проявление разнообразной биологической активности молекулярных механизмов, оказываемых фармакологических эффектов пирувата и лактата. Среди них регуляция липидного, белкового, углеводного обменов, влияние на активность ферментов, экспрессию генов. Приводятся данные антигипоксического, антиишемического, антитоксического, иммуномодулирующего, противовоспалительного, противовирусного, вазопротекторного и цитопротекторного действий. Спрогнозировано нейропротекторное, антинейротоксическое действие пирувата и лактата.
Заключение. Методами компьютерного моделирования раскрыт спектр биологической активности лактата и пирувата, а также охарактеризованы белки-партнеры по взаимодействию. Изучаемые нами малые молекулы выполняют координационную роль в функционировании и модуляции медиаторного, гормонального, рецепторного ответов, иммунологических, воспалительных, антибактериальных, противовирусных реакций, экспрессии генов. Обсуждается использование естественных интермедиатов в качестве терапевтических средств для лечения ишемического инсульта, острых неврологических расстройств, нейродегенерации, что имеет в своей основе стимулирующее действие метаболитов на процессы пластичности мозга. Проявление этих свойств, вероятно, реализуется через конформационную перестройку рецепторов, активных центров связывания, экспрессии множества генов, изменение функциональных проявлений каталитических и других белков. Полученные знания, очевидно, расширят наше понимание роли малых молекул в межмолекулярных взаимодействиях метаболит–белок.