СТРУКТУРА ХРОМОФОРНОЙ ОБЛАСТИ БАКТЕРИОРОДОПСИНА. ПОДТВЕРЖДЕНИЕ ГИПОТЕЗЫ С ПОМОЩЬЮ 13-ДЕЗМЕТИЛАНАЛОГА

Хитрина Л. В., Еремин С. В., Ходонов А. А., Каулен А. Д.
НИИ физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского МГУ, 119899 Москва; *Московская государственная академия тонкой химической технологии, 117571 Москва
Ранее мы выдвинули гипотезу о строении хромофорной области нейтральной пурпурной формы бактериородопсина (БР) [Хитрина и др., 1995]. Основные положения гипотезы следующие: 1. В БР остаток ретиналя имеет планарную конформацию, в которой все его двойные связи параллельны. 2. Хромофор расположен в узкой плоской щели, образованной белковой частью молекулы. 3. В этом пространстве хромофор перемещается при изомеризации. 3. Такая щель исключает как встраивание в бактериоопсин (БО) объемных полиеналей, так и включение неплоских изомеров самого ретиналя и его хромофоробразующих аналогов (7-цис- и всех 7-цис-содержащих ди- и три-цис- форм). 4. Какие-то аминокислотные остатки образуют "выступы" в хромофорной полости, препятствуя С13-метилам хромофора занимать места, соответствующие 9-цис- 11-цис-формам. 5. Обсуждаемые ограничения, накладываемые белковой частью молекулы на хромофор, в полной мере касаются как встраивания полиеналя в БО, так и темновой или светозависимой изомеризации. Гипотеза подтверждалась опубликованными данными по исследованию БР, кроме результатов по взаимодействию 1-цис- и 9-цис- конформеров 13-дезметилретиналя с БО [Gartner et al., 1983], согласно которым, 9- цис -13-дезметилретиналь не образовывал даже нековалентного комплекса, что цитировались другими авторами (см. обзор [Ходонов и др., 1986]). Дополнительными исследованиями [Хитрина и др.. 1998] показано, что 9-цис-13-дезметилретиналь встраивается в аромембраны с образованием пурпурного комплекса с лmax при 562 нM [Ходонов и др.. 1996], как и предсказано нашей гипотезой. При рН 6,0 9-цис-аналог регенерировал пигмент несколько быстрее, чем полностью-транс-, что позволило исключить возможность 9-цис- -> полностью-транс-изомеризации до встраивания. Повышение рН от 4,0 до 6,0 снижало отношение 13-цис-полностью-транс-форм в 13-дезметилБР и существенно замедляло распад М-интермедиата. Это замедление не обусловлено стабилизацией открытой формы М-интермедиата, так как релаксация М у 13-дезметилБР не чувствительна к азиду в сравнении с таковой у D96N БР мутанта [Radionov, Kaulen, 1997].