Biopolym. Cell. 2026; 42(Special Issue):36.
Біоінформатика та ШІ в біомедичних дослідженнях та розробці
Гіпотетичні G-квадруплекси в генах, що кодують ферменти біосинтезу сірководню Mycobacterium bovis
1Ліманська О. Ю., 2Балак О. К., 1Білоїван О. В., 3Ліманський А. П.
  1. ННЦ «Інститут експериментальної та клінічної ветеринарної медицини»
    вул. Григорія Сковороди, 83, Харків, Україна, 61023
  2. Харківський національний медичний університет пр. Науки, 4, Харків, Україна, 61022
  3. ТОВ «Інститут фізіологічних активних сполук» пр. Науки, 58, Харків, Україна, 61072

Abstract

Передумови. Бактерії синтезують H2S ферментами захисної системи, ортологічними до ссавців: цистатіонін-γ-ліази (CSE), цистатіонін-β-синтази (CBS) або 3-меркаптопіруват сульфуртрансферази (3MST). Генетичне порушення біогенезу H2S підвищує чутливість бактерій до ліків, а ферменти захисної системи можуть бути мішенями для інгібування біосинтезу H2S. Метою цього дослідження було визначити ймовірні G-квадруплекси (G4), утворені двома G-тетрадами в промоутерах і генах захисної системи M. bovis, що кодують ферменти біосинтезу H2S. Методи. Програмне забезпечення QGRS Mapper використовувалося для пошуку мотивів G4 та визначення їхніх G-балів у чутливості до ДНК та антисенсових ланцюгах Референсна деформація M. bovis AF2122/97 [1]. 3D-моделі G4 були передбачені за допомогою AlphaFold 3 AI (AF3) [2]. Результати. Пошук G4 у промоутерах і генах, що кодують ферменти біосинтезу H2S референтного штаму M. bovis AF2122/97 з подальшою оцінкою та підтвердженням за допомогою 3D-моделювання. Регіони промоутерів і гени (i) CBS кодує CBS, (ii) cds1 (Rv3684) кодує цистеїндесульфгідразу, (iii) metB (Rv1079) кодує цистатіонінну гамма-синтазу, (iv) sseA, що кодує 3MST, були проаналізовані на наявність G4s. У гені cbs було виявлено чотири нуклеотиди довжини G4 (11–14) і охарактеризувалися за G-балом від 19 до 21. Їхні 3D-моделі були перевірені AF3 із параметром, що вказував на якість прогнозу: 70> pLDDT>50 до pLDDT>90. У гені CDS1 (Rv3684) було виявлено два G4 довжиною 17 nt (G-score = 18, 90>pLDDT>70) та 11 nt (G-score = 21, pLDDT>90). У промоутері гена metB (Rv1079) було виявлено G4 довжиною 14 nt (G-score = 19 900 >pLDDT> 70 – pLDDT>90). У промоутері гена sseA було виявлено два G4 (15 nt, G-score = 20, pLDDT>90). Висновки. Ймовірні G-квадруплекси двох тетрад були ідентифіковані в генах і промоутерах генів, що кодують ферменти захисної системи M. bovis синтезу сірководню. Їхні структури були підтверджені AF3 за допомогою високої надійності (pLDDT>90). Певні G4 у ділянках промоутерів генів можуть слугувати мішенями для інгібування синтезу H2S. Гранти. 35.00.03.02 від НААН України.
Keywords: G-квадруплекс, сірководень, Mycobacterium bovis, AlphaFold 3