РАЗВОРАЧИВАНИЕ ОЛИГОМЕРНОГО МЕМБРАННОГО БЕЛКА-ПОРИНА ИЗ Yersinia pseudotuberculosis ПОД ДЕЙСТВИЕМ МОЧЕВИНЫ И РН
Ким Н. Ю., Федореева Л. И., Хоменко В. А., Новикова О. Д.
Тихоокеанский институт биоорганической химии ДВО РАН, 690022 Владивосток
Методами оптической спектроскопии
изучен процесс разворачивания трансмембранного b-структурированного
олигомерного белка-порина наружной мембраны Yersinia pseudotuberculosis
под действием рН (в интервале значений от 0 до 12) и мочевины
(от 0 до 8 М). Анализ рН- и концентрационной зависимостей параметров
спектров собственной флуоресценции порина позволил выявить три
структурных перехода в белке в областях значений рН 3,0-4,5: 6,5-7,5
и выше 9.5 и два перехода при концентрации мочевины 4,5-5,0 и
7,0-7,5 М. Показано, что первый конформационный переход под действием
мочевины связан с диссоциацией тримера порина, а второй -
с денатурацией мономера. Конформационное состояние белка в присутствии
8,0 М мочевины характеризуется максимальной доступностью остатков
триптофана растворителю. Порин устойчив в области щелочных значений
рН: полного разворачивания полипептидной цепи не происходит даже
при рН 12,0. Структурные превращения белка в данной области рН
инициируются, по-видимому, ионизацией остатков тирозина. Конформационный
переход в порине при нейтральных значениях рН, очевидно, связан
с изменением ионного состояния остатков гистидина и остатков аспарагиновой
и глутаминовой кислот, образующих кластеры и/или находящихся в
гидрофобном окружении. Это определяет аномально высокие значения
рК кислых аминокислот. Данный структурный переход может иметь
важное значение в процессе регуляции функциональной активности
порина в клетке. Он сопровождается уменьшением квантового выхода
флуоресценции белка, что связано с тушением эмиссии остатков триптофана
за счет расположенных вблизи ионизированных карбоксильных групп.
Положение максимума суммарной эмиссии порина смещается в коротковолновую
область (вплоть до 310 нм), что обусловлено уменьшением эффективности
передачи энергии от тирозина к триптофану. Положение максимума
эмиссии индольных хромофоров сдвигается в область длинных волн
(330±2 нм). Наблюдаемое при этом несовпадение конформационных
переходов по данным суммарной и триптофановой флуоресценции может
свидетельствовать о некооперативности изменений в структуре отдельных
энергетических доменов белка под действием денатурантов.