ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРНО-ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГИДРАТИРОВАННЫХ БЕЛКОВ МЕТОДАМИ РЭЛЕЕВСКОГО РАССЕЯНИЯ МЕССБАУЭРОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ (РРМИ) И БОЛЬШЕУГЛОВОГО РЕНТГЕНОВСКОГО РАССЕЯНИЯ (БРР)

Ещенко Г. В., Крупянский Ю. Ф., Мороз А. П.
Институт химической физики им.Н.Н.Семенова РАН, 117977 Москва
Изучены угловые зависимости рэлеевского рассеяния мессбауэровского излучения (РРМИ) для лизоцима в зависимости от степени его гидратации h. Экспериментальные данные обрабатывали в рамках модели Крупянского и соавт. Также изучены угловые зависимости большеуглового рассеяния рентгеновского излучения для a-спиральных белков миоглобина, сывороточного альбумина человека и частично b-складчатого лизоцима в порошкообразном состоянии в зависимости от степени их гидратации h (в диапазоне 0,03Ј h Ј 1). Экспериментальные результаты оказались во многом схожими с аналогичными данными для кристаллического миоглобина и миоглобина в растворе. Наш основной интерес вызвал первый пик на дифрактограмме (sinq /l = 0.05 ?-1), так как именно он претерпевает наиболее заметные изменения при гидратации исследованных в работе белков. В случае кристаллического миоглобина этот пик был предположительно объяснен наличием 814 молекул кристаллографически невидимой воды в элементарной ячейке миоглобина со значением B-фактора около 50 Е2, тогда как для белков в растворе полагают,что данный пик обусловлен взаимным расположением элементов вторичной структуры глобулы. Наши данные свидетельствуют о том, что первый пик наблюдается для всех изученных белков, даже дегидратированных. Для гидратированных же образцов со степенью гидратации h " 1 пренебречь влиянием гидратной воды нельзя. Были проведены исследования процесса гидратации/дегидратации белков (от степени гидратации 0,05 до 1 и обратно). Данные показывают отсутствие гистерезиса. Обнаружено расщепление первого дифракционного пика при рассеянии на лизоциме при увеличении степени его гидратации. Для данных БРР мы провели лишь начальную математическую обработку результатов. Она показала, что угловая зависимость рассеяния рентгеновского излучения не может быть объяснена простым сложением (некогерентное приближение) интенсивностей от белка и воды. Проведенные компьютерные расчеты показали, что обнаруженное расщепление первого дифракционного пика, по-видимому, может быть обусловлено наличием связанной воды на поверхности лизоцима. Точный компьютерный анализ влияния гидратации затрудняет тот факт, что размеры массива атомов, доступного для компьютерных расчетов ограничены. Рассеяние вперед имеет широкий максимум, накладывающийся на наиболее интересную область углов рассеяния. Поэтому для объяснения влияния гидратации на интенсивность рассеяния мы пытаемся применить как метод "кубиков", так и паракристаллическое приближение. Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ 98-04-04101.