ПРЯМОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕНТГЕНОДИФРАКЦИОННОЙ КАРТИНЫ СКЕЛЕТНОЙ МЫШЦЫ В СОСТОЯНИИ РИГОРА

Кубасова Н. А., Цатурян А. К.
Институт механики МГУ, 119899 Москва
На основе атомной структуры Ф-актина (Holmes и др., 1990) и С1-миозина [Rayment et al., 1993] построены трехмерные модели присоединения головок миозина к мономерам актина. Предполагали, что в ригоре все головки миозина стерео-специфически присоединены к актину. Каждая миозиновая головка в моделях была присоединена к такому мономеру, для которого смещение С-конца миозиновой головки от ствола минимально. Считали, что две головки, принадлежащие одной молекуле миозина, присоединены к двум "соседним" мономерам актина, находящимся на одной нити на осевом расстоянии 5,5 нм. Элементарная ячейка длиной 214,5 нм в основании имеет правильный шестиугольник с центром в толстой нити и вершинами в нитях актина. Исследовано влияние "теплового" беспорядка в осевом и азимутальном направлениях на интенсивности актиновых слоевых линий. Сравнением результатов расчетов интенсивностей слоевых линий с экспериментальными данными была определена лучшая модель, обеспечивающая для первых семи актиновых слоевых линий R-фактор, равный 6%. В этой модели каталитические домены двух головок в молекуле присоединены в конфигурации, определенной в работе [Rayment et al., 1993], а их "хвосты" (длинная б-спираль тяжелой цепи и обе легкие цепи) изогнуты навстречу друг другу. Некоторые черты рентгенодифракционной картины сокращающейся мышцы могут быть воспроизведены моделью "слабого связывания", В этой модели головки миозина присоединены к мономерам актина нестереоспецифически, имея свободу движения в осевом и азимутальном направлениях. Отдельно рассмотрены два случая: либо одна головка в паре присоединена к актину, либо обе. Интенсивность слоевых линий рассчитывали в предположении, что все головки присоединены одинаково, но находятся в "тепловом" движении. Среднее положение головок и стандартные отклонения для теплового шума были определены статистикой по всем головкам в ячейке. Для модели слабого связывания интенсивности всех слоевых линий, кроме меридиональных пиков на М3 и М6, были гораздо слабее, чем в моделях ригора. Для модели, в которой к актину присоединена лишь половина головок, интенсивность М3 была в 5,5 раз ярче, чем для модели ригора, что соответствует экспериментальным данным [Bershitsky et al., 1996]. Работа поддержана грантами РФФИ, INTAS и HHMI.