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.