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].