ВЛИЯНИЕ ЛИПИДНОГО СОСТАВА МЕМБРАН НА КАНАЛОФОРМЕРНУЮ АКТИВНОСТЬ АНТИБИОТИКА СИРИНГОМИЦИНА Е
Каулин Ю. А., Такемото Д., Титер Д., Бранд Д., Щагина Л. В.
Институт цитологии РАН, 194064 Санкт-Петербург; *Университет штата Юта, Логан, Юта, США; **Monell Chemical Senses Center, Филадельфия, Пенсильвания, США
Ранее было показано, что
положительно заряженный антибиотик сирингомицин Е (СМЕ) образует
в бислойных липидных мембранах ионные каналы, свойства которых
зависят от липидного состава мембран [Кaulin et al., 1998. Biophys.
J. 74: 2918-2925; Feigin et al., 1997. Biochim. Biophys. Acta.
1324: 102-110]. Уменьшение доли отрицательно заряженного липида
в мембране приводит к замедлению скорости образования каналов
и к увеличению их проводимости. Последнее может свидетельствовать
о том, что молекулы липида непосредственно участвуют в образовании
канала. Добавление же холестерина к мембранообразующему раствору
приводит к значительному замедлению скорости образования каналов,
но не влияет при этом на проводимость одиночных каналов. Эти результаты
интерпретируются как возможность увеличения энергетического барьера
для образования каналов, без изменения организации структуры самого
ионного канала. В данной работе мы сравнивали каналоформерную
активность СМЕ при добавлении в мембранообразующий раствор 20
% сфинголипидов различной структуры. Использовано два типа сфинголипидов:
1) сфинголипиды, в которых сфингоидным основанием является фитосфингозин
(углеродный атом в положении С-4 гидроксилирован) и 2) сфинголипиды,
в которых основанием является сфингозин (углеродный атом в положении
С-4 дегидроксилирован). Добавка к мембранообразующему раствору
сфинголипидов первого типа не вызвала каких-либо изменений чувствительности
мембран к антибиотику по сравнению с контролем. Добавка сфинголипидов
второго типа приводила к 50-ти кратному уменьшению скорости роста
проводимости модифицированных СМЕ мембран, а уменьшение этой скорости
во времени происходило в два раза быстрее по сравнению с мембранами,
не содержащими сфинголипидов. Присутствие в мембранах сфинголипидов
обоих типов не изменяло проводимость одиночных каналов. Приведенные
результаты находятся в согласии с данными полученными на дрожжевых
клетках [Grilley et al., 1998. J. Biol. Chem. 273: 11062-11065].
В этой работе обнаружено, что дрожжевые клетки дикого типа, мембранный
сфинголипид которых имеет в качестве сфингоидного основания фитосфингозин,
чувствительны к СМЕ, в то время как мутантный тип клеток, имеющий
в мембране сфинголипид, содержащий сфингозин, устойчив к действию
СМЕ. Полученные на модельных мембранах результаты в дополнение
к опубликованным для дрожжевых клеток [Grilley et al., 1998] позволяют
полагать, что сфинголипиды влияют на чувствительность дрожжевых
клеток к СМЕ через изменение каналоформерной активности антибиотика
в мембранах. Сфинголипид мембран мутантных клеток, как и холестерин,
увеличивает энергетический барьер для образования каналов, но
не участвует непосредственно в образовании структуры канала. Работа
выполнялась при частичной финансовой поддержке РФФИ (грант № 97-04-49626).