ИЗМЕНЕНИЕ В СТРУКТУРЕ АКТИНА, СВЯЗАННОЕ С ДЕСТАБИЛИЗАЦИЕЙ НИТИ ПОСЛЕ СБРОСА НЕОРГАНИЧЕСКОГО ФОСФАТА

Орлова А., Эгельман Э. Н.
Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, 142292 Пущино; *Отдел биологии клетки, Университет Миннесоты, Миннеаполис, США
Несколько лет назад была предложена модель актиновой нити, описывающая ее структуру с атомным разрешением (Holmes et al., 1990). Реконструкция трехмерной структуры реальных актиновых нитей, выполненная по электронно-микроскопическим снимкам с разрешением 20-25Е, показала, что актиновая нить может существовать в разных конформационных состояниях. Результаты определения кристаллографической структуры одиночной глобулярной молекулы актина в "открытой" и "закрытой" конформациях позволили поставить вопрос о соответствии различий в структуре молекулы с различиями, наблюдаемыми в структурах реальных актиновых нитей. Была идентифицирована одиночная мутация в последовательности актина из дрожжей (V159N), в результате которой освобождение фосфата после гидролиза ATФ в процессе полимеризации нити не завершалось конформационным переходом, который в обычном дрожжевом актине приводил к дестабилизации нити и дальнейшей ее деполимеризации. Реконструкция трехмерной структуры нитей из обычного штамма выявила достоверное конформационное различие между двумя состояниями в процессе гидролиза АТФ - в состоянии с несброшенным фосфатом (AДФ-Фн) и в АДФ-состоянии. Однако структура АДФ-состояния мутантного актина была подобна AДФ-Фн-структуре обычного актина. Кристаллические структуры b-актина, в которых нуклеотид-связывающая область находилась в "открытом" или "закрытом" состоянии, были использованы для моделирования структуры нитей в АДФ и AДФ-Фн состояниях, соответственно. Актин и гексокиназа являются структурными гомологами, и каталитический механизм гексокиназы зависит от открытия и закрытия области связывания лиганда. Наши результаты позволяют предположить, что контроль актиновой полимеризации и деполимеризации может осуществляться с помощью подобного механизма.