СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КОНФОРМАЦИОННОИ ПЕРЕСТРОЙКИ В АКТИВНОМ ЦЕНТРЕ НАТИВНОЙ И РЕКОНСТРУИРОВАННОЙ СА-АТРАЗЫ САРКОПЛАЗМАТИЧЕСКОГО РЕТИКУЛУМА
Винокуров М. Г., Ивкова М. Н., Печатников В. А.
Институт биофизики клетки РАН, 142292 Пущино
С помощью флуоресцентной
метки флуоресцеин-5-изотиоцианата (ФИТЦ), которая ковалентно связывается
с Лиз-515 в субстратном центре Са-АТФазы саркоплазматического
ретикулума (ФИТЦ-Са-АТФазы), изучались конформационные переходы
в активном центре реконструированного и нативного фермента. Са-АТФаза
была реконструирована в протеолипосомы из азолектина методом высаливания.
Проанализированы изменения параметров флуоресценции ФИТЦ-Са-АТФазы
в диапазоне рН 5,7-8 в присутствии ЭГТА, Са2+ и лантанидов.
Использован количественный метод расчета конформационного равновесия
между белковыми конформациями Е1 и
E2.
Метод основан на анализе кривых флуорометрического титрования.
Лантаниды были использованы для оценки расстояния между нуклеотидным
и фосфорилирующим доменами фермента. Полученные данные можно интерпретировать
как увеличение расстояния между нуклеотидным и фосфорилирующимся
доменами от ~1 нм при рН 6 до ~ 1,7 нм при рН 8. рН-зависимость
отношения этих состояний коррелирует с аналогичной зависимостью
для Е1-Е2 конформационного перехода безлигандной
формы фермента. Эти зависимости были описаны уравнением Хендерсона-Хассельбаха
с рК 7,0±0,1. Оба эти процесса управляются, по-видимому, ионизацией
одной и той же функциональной группы с рК~7 (гистидином).
С учетом связывания лантанидов липидной частью протеолипосом проведены
оценки констант связывания Nd3+
с субстратным центром реконструированной Са-АТФазы, которые составили,
соответственно 1,5х105 М-1, 1,0х105
М-1 и 0,7х105 М-1 при рН 6, 7
и 8. Сравнительное исследование показало, что структурные перестройки
в активном центре нативного и реконструированного ферментов происходят
сходным образом. Вместе с тем при связывании лантанидов с ферментом
для реконструированного фермента наблюдается снижение кооперативности
связывания, что, в свою очередь, может быть объяснено тем, что
реконструированная Са-АТФаза находится, по-видимому, в состоянии,
близком к мономерному.