EFFECT OF HIGH TEMPERATURE ON PROTEINASE K CRYSTALLIZATION PREDICTED BY MOLECULAR DYNAMICS

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Molecular dynamics simulations revealed a notable thermal stability of the precursor cluster of proteinase K crystals (a dimer formed prior to crystallization) within the 20–60°C temperature range. This finding led to the hypothesis that crystallization at an atypically elevated temperature (50–60°C) could be feasible. This theoretical prediction was subsequently confirmed experimentally: proteinase K crystals were successfully grown after incubation at 60°C. The results not only demonstrate the predictive power of the molecular dynamics approach employed here for identifying optimal protein crystallization conditions, but also open new opportunities for capturing the catalytically relevant conformation of proteinase K.

About the authors

Yu. V Kordonskaya

National Research Centre "Kurchatov Institute"

Email: yukord@mail.ru
Moscow, Russia

A. S Ustinova

National Research Centre "Kurchatov Institute"

Moscow, Russia

K. V Tikhonova

National Research Centre "Kurchatov Institute"

Moscow, Russia

S. Yu Silvestrova

Loginov Moscow Clinical Scientific Center

Moscow, Russia

M. A Marchenkova

National Research Centre "Kurchatov Institute"; Southern Federal University

Moscow, Russia; Rostov-on-Don, Russia

Yu. V Pisarevsky

National Research Centre "Kurchatov Institute"

Moscow, Russia

Yu. A Dyakova

National Research Centre "Kurchatov Institute"

Moscow, Russia

References

  1. Nakane T., Kotecha A., Sente A. et al. // Nature. 2020. V. 587. P. 152. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2829-0
  2. Lengyel J., Hnath E., Storms M. et al. // J. Struct. Funct. Genomics. 2014. V. 15. P. 117. https://doi.org/10.1007/s10969-014-9179-9
  3. Timofeev V., Samygina V. // Crystals. 2023. V. 13. P. 71. https://doi.org/10.3390/cryst13010071
  4. Grigas A.T., Liu Z., Regan L. et al. // Protein Sci. 2022. V. 31. P. e4373. https://doi.org/10.1002/pro.4373
  5. Zhu Z., Wang W., Huang L. et al. // Cryst. Growth Des. 2024. V. 24. № 24. P. 10350. https://doi.org/10.1021/acs.cgd.4c01306
  6. Koclega K.D., Chruszcz M., Zimmerman M.D. et al. // Cryst. Growth Des. 2009. V. 10. P. 580. https://doi.org/10.1021/cg900971h
  7. Ren Y., Luo H., Huang H. et al. // Int. J. Biol. Macromol. 2020. V. 154. P. 1586. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019.11.043
  8. Xu C., Battig A., Schartel B. et al. // Biomacromolecules. 2022. V. 23. P. 4841. https://doi.org/10.1021/acs.biomac.2c01008
  9. Chen R.Q., Lu Q.Q., Cheng Q.D. et al. // Sci. Rep. 2015. V. 5. P. 7797. https://doi.org/10.1038/srep07797
  10. Kovalchuk M.V., Blagov A.E., Dyakova Y.A. et al. // Cryst. Growth Des. 2016. V. 16. P. 1792. https://doi.org/10.1021/acs.cgd.5b01662
  11. Kovalchuk M.V., Boikova A.S., Dyakova Y.A. et al. // J. Biomol. Struct. Dyn. 2019. V. 37. P. 3058. https://doi.org/10.1080/07391102.2018.1507839
  12. Marchenkova M.A., Konarev P.V., Rakitina T.V. et al. // J. Biomol. Struct. Dyn. 2020. V. 38. P. 2939. https://doi.org/10.1080/07391102.2019.1649195
  13. Бойкова А.С., Дьякова Ю.А., Ильина К.Б. и др. // Кристаллография. 2018. Т. 63. № 6. С. 857. https://doi.org/10.1134/S0023476118060061
  14. Марченкова М.А., Бойкова А.С., Ильина К.Б. и др. // Acta Naturae. 2023. Т. 15. № 1. С. 58. https://doi.org/10.32607/actanaturae.11815
  15. Kordonskaya Y.V., Timofeev V.I., Marchenkova M.A. et al. // Crystals. 2022. V. 12. P. 484. https://doi.org/10.3390/cryst12040484
  16. Kordonskaya Y.V., Timofeev V.I., Dyakova Y.A. et al. // Crystals. 2022. V. 12. P. 1645. https://doi.org/10.3390/cryst12111645
  17. Abraham M.J., Murtola T., Schulz R. et al. // SoftwareX. 2015. V. 1. P. 19. https://doi.org/10.1016/j.softx.2015.06.001
  18. Кордонская Ю.В., Тимофеев В.И., Марченкова М.А. и др. // Кристаллография. 2024. Т. 69. № 4. С. 694. https://doi.org/10.31857/S0023476124040165
  19. Кордонская Ю.В., Тимофеев В.И., Марченкова М.А. и др. // Кристаллография. 2024. Т. 69. № 5. С. 885. https://doi.org/10.31857/S0023476124050159

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».