ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЛИПОПОЛИСАХАРИДОВ С БЕЛКОМ ПОРИНОМ. ВЛИЯНИЕ ИОННОЙ СИЛЫ, Рh И ДВУХВАЛЕНТНЫХ КАТИОНОВ НА ПАРАМЕТРЫ СВЯЗЫВАНИЯ
Набережных Г. А., Ким Н. Ю., Новикова О. Д., Соловьева Т. Ф.
Тихоокеанский институт биоорганической химии ДВО РАН, Владивосток
Проведено связывание белка-порина
из бактерий Yersinia pseudotuberculosis с S и R-формами
эндогенного липополисахарида (ЛПС) при различной ионной силе и
рН. Показано, что взаимодействие R-ЛПС с белком при всех экспериментальных
условиях (0.02-0.6 М NaCl и рН 3-9) удовлетворяет модели, согласно
которой связывание происходит на независимых центрах двух типов.
Для S-ЛПС имеет место кооперативное связывание на взаимодействующих
участках порина с высокой аффинностью и на независимых участках
с низкой аффинностью при всех рН и низких концентрациях NaCl.
При высокой ионной силе не наблюдается кооперативного взаимодействия
S-ЛПС с порином. Число мест связывания на порине и Ка
значительно уменьшаются с увеличением ионной силы раствора. Влияние
рН на взаимодействие ЛПС с порином является более сложным. При
изменении рН величины Ка для R-
и
S-ЛПС изменяются
в противоположных направлениях. При рН 5,0-5,5 для R-ЛПС
Ка имеет максимальное (Ка
=6,7х105 М-1), а для S-ЛПС
минимальное значение (Ка =0,4х105 М-1).
Число высоко и низко афинных центров связывания для двух форм
ЛПС увеличивается при изменении рН от 3 до 5 и затем уменьшается
при дальнейшем увеличении рН до 8. Максимальное связывание (рН
5,0-5,5) на высоко и низко афинных сайтах для R-ЛПС
равно 3 и 10 и S-ЛПС -
7 и 20 соответственно. Обсуждаются возможные механизмы значительного
увеличения связывания ЛПС с порином в области рН 5-5,5. При добавлении
ионов Са2+ и Мg2+,
даже при нейтральных рН, изменяются кривые насыщения и резко увеличивается
количество связанного ЛПС (30 моль на моль порина), что может
быть связано с увеличением агрегации молекул ЛПС. Удаление двухвалентных
катионов хелатирующими реагентами приводит к устранению кооперативного
связывания S-ЛПС
с порином. Изменение характера взаимодействия может быть обусловлено
конформационными переходами в белке, поскольку по данным КД-спектроскопии
при удалениии катионов в молекуле порина увеличивается доля неупорядоченной
структуры. Полученные результаты свидетельствуют о существенной
роли электростатических взаимодействий при связывании порина с
ЛПС. В связывании участвуют ионогенные группы как на белке, так
и на лиганде. Участие этих групп может проявляться через их прямое
взаимодействие, а также опосредованно, через изменение конформации
лиганда и белка.