MODEL REGULACIJE ENCIMA FOSFATAZE LAHKIH VERIG MIOZINA V RAZVOJU SILE V GLADKIH MIŠICAHZaložnik, Vanja (Avtor) Fajmut, Aleš (Mentor) gladka mišična celicamatematični modelinhibicijarazvoj silekalcijencimska kinetikaV magistrski nalogi preučujemo ključne mehanizme za razvoj sile v gladkih mišičnih celicah (GMC). Razvoj sile pri holingerični stimulaciji gladkih mišic poteka v dveh fazah. V prvi fazi v časovnem intervalu ene minute sila naraste na 80‒90 % maksimalne vrednosti sile. V drugi fazi se v časovnem intervalu tridestih minut sila razvije za nadaljnih 10‒20 % maksimalne vrednosti sile. V nalogi se ostredotočimo predvsem na to drugo ‒ počasnejšo fazo razvoja sile v gladkih mišičnih celicah. Na podlagi vedenj o encimu fosfatazi lahkih verig miozina (MLCP) in o njegovi vlogi v procesu krčenja gladkih mišic dihalnih poti nadgradimo obstoječi model za simulacijo časovnega razvoja sile v odvisnosti od signala kalcija. Model nadgradimo tako, da v njem eksplicitno modeliramo vpliv Rho kinaze (ROCK) na inhibicijo katalitične podenote (PP1c) encima MLCP preko fosforilacije proteina CPI-17. V model prav tako vključimo časovni potek fosforilacije dveh treoninskih ostankov (T696 in T853) na regulatorni podenoti (MYPT1) encima MLCP, ki temelji na izmerjeni odvisnosti. V modelu predpostavimo, da vsi trije omenjeni elementi, CPI-17, T696 in T853, inhibirajo katalitično enoto PP1c. Inhibitorni učinek modeliramo z reverzibilno kompetitivno inhibicijo. Model temelji na predpostavki, da vsa tri mesta fosforilacije: eno na fosforiliranem proteinu CPI-17 in skupaj dve na mestih fosforilacije T696 in T853 na regulatorni podenoti MYPT1, interagirajo s katalitično podenoto PP1c istega encima MLCP, in na ta način zmanjšajo njegovo aktivnost. Z modelom lahko razložimo dodatni porast sile v drugi fazi razvoja za dodatnih 10‒20 %. Z modelom simuliramo tudi učinek inhibitorja encima ROCK, kot če bi bil encim ROCK udeležen zgolj v procesu fosforilacije proteina CPI-17 in za primer, če bi bil encim ROCK udeležen tako v procesu fosforilacije proteina CPI-17, kot tudi v procesu fosforilacije treoninskih ostankov na MYPT1. Na podlagi modela se kot bolj verjeten izkaže drugi mehanizem. Z modelom ocenimo, da bi lahko bil prispevek ROCK k fosforilaciji T696 in T853 na dolgi časovni skali 70 %. Z modelom tako v celoti potrdimo zastavljene hipoteze, hkrati pa oblikujemo nove.[V. Založnik]20152015-01-06 09:45:58Magistrsko delo/naloga47158sl