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.