СТРУКТУРА И ДИНАМИКА БЕЛКОВ В ЧАСТИЧНО-СВЕРНУТЫХ НЕНАТИВНЫХ СОСТОЯНИЯХ НА ПУТИ СВОРАЧИВАНИЯ-РАЗВОРАЧИВАНИЯ
Туроверов К. К., Кузнецова И. М., Уверский В. Н.
Институт цитологии РАН, 194064 Санкт-Петербург; *Институт биологического приборостроения РАН, 142292 Пущино, Московская обл.
Интересной особенностью
денатурированных частичносвернутых состояний является тот факт,
что в таких состояниях подвижность боковых цепей аминокислот может
значительно отличаться от их подвижности как в нативном состоянии,
так и в состоянии статистического клубка. Настоящая работа посвящена
изучению структурных и динамических характеристик белковой молекулы
в денатурированных частичносвернутых состояниях. Основным методом
для изучения динамики структуры белков было измерение спектральных,
поляризационных и кинетических характеристик собственной УФ-флуоресценции
и флуоресценции АНС. Специальное внимание уделялось характеристике
свойств поверхности макромолекул в этих состояниях. Для регистрации
конформационных переходов и получения общих структурных характеристик
исследуемых состояний, были использованы также методы сканирующей
микрокалориметрии, кругового дихроизма и гельфильтрации. Установлено,
что переход из нативного в частичносвернутое денатурированное
состояние часто сопровождается не уменьшением, а увеличением анизотропии
собственной флуоресценции белка. Основной причиной этого является
процесс самоассоциации и агрегации молекул белка. Внутримолекулярная
подвижность триптофановых остатков для белков в этих состояниях,
как правило, существенно отличается от их подвижности для белков
в полностью развернутом состоянии. У белков в частично свернутых
денатурированных состояниях триптофановые остатки могут находиться
во внутренних (недоступных для растворителя и внешних тушителей
флуоресценции) областях макромолекулы в окружении полярных групп
самого белка. В то же время эксперименты по ограниченному протеолизу
и результаты специального компьютерного анализа структуры белка
позволили заключить, что в частичносвернутых денатурированных
состояниях зачастую доступными для протеолиза становятся гидрофобные
аминокислоты, которые в нативном белке локализованы во внутренних
гидрофобных областях макромолекулы. Это свидетельствует о том,
что хорошо известный факт высокого сродства белков в таких состояниях
к гидрофобному зонду АНС может быть обусловлен наличием обширных
гидрофобных кластеров на поверхности макромолекулы.