КОНФОРМАЦИОННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ СТРУКТУРЫ Cry3A D-ЭНДОТОКСИНА B. THURINGIENSIS VAR. TENEBRIONIS В УСЛОВИЯХ, МОДЕЛИРУЮЩИХ МЕМБРАННУЮ ПОВЕРХНОСТЬ
Лосева О. И., Тиктопуло Е. И., Васильев В. Д., Потехин С. А., Добрица А. П.
Институт белка РАН,142292, Пущино, Московская обл.; *Государственный научный центр прикладной микробиологии, 142279 Оболенск, Московская обл.
Bacillus thuringiensis
(Bt) синтезирует при споруляции d-эндотоксины, обладающие токсическим
эффектом на насекомых и некоторых других беспозвоночных. d-Эндотоксины
Bt относятся к большой группе токсинов, образующих поры в мембранах
(колицины, В-фрагмент дифтерийного токсина, аэролизин и др.),
и представляют большой интерес для изучения процессов взаимодействия
белков с мембранами. Для моделирования влияния мембран на структуру
белка путем "совместного" действия низкого значения
рН и диэлектрической постоянной использована система метанол/вода
при рН 2. Проведено изучение третичной и вторичной структуры Cry3A
d-эндотоксина B. thuringiensis var. tenebrionis
методами сканирующей микрокалориметрии, спектроскопии кругового
дихроизма, электронной микроскопии и ограниченного протеолиза.
Обнаружено, что при увеличении концентрации метанола от 20 до
30% происходит по данным сканирующей микрокалориметрии постепенное
уменьшение термостабильности белка, а также изменение характера
плавления. Кривые теплопоглощения выражены двумя пиками, один
из которых полностью исчезает в 30% метаноле. При этом, по данным
спектроскопии кругового дихроизма, во вторичной структуре d-эндотоксина
также происходят изменения - исчезает a-спиральная составляющая,
но сохраняется b-структура. Протеолиз Cry3A d-эндотоксина пепсином
показал, что в 20-25% метаноле молекула белка образует стабильный
53 кДа фрагмент, тогда как в 30% метаноле она разрушается до более
мелких фрагментов. Полученные данные говорят о заметном изменении
конформации белка при взаимодействии с мембраной. Проведено изучение
взаимодействия Cry3A d-эндотоксина с однослойными фосфолипидными
везикулами, полученными методом обращенной фазы. При нейтральных
значениях рН по данным сканирующей микрокалориметрии отсутствует
взаимное влияние d-эндотоксина и везикул, тогда как при рН 3.5
(область активности Cry3A d-эндотоксина) наблюдается снижение
температуры перехода как для белка, так и для фосфолипида и уменьшение
энтальпии плавления для d-эндотоксина. При этих же условиях на
электронных микрофотографиях зафиксировано полное разрушение фосфолипидных
везикул в результате взаимодействия с d-эндотоксином.