СПОНТАННОЕ СВОРАЧИВАНИЕ ГЛОБУЛЯРНЫХ БЕЛКОВ В ПРИСУТСТВИИ МОЛЕКУЛЯРНОГО ШАПЕРОНА GROEL
Марченков В. В., Галзитская О. В., Котова Н. В., Соколовский И. В., Сурин А. К., Семисотнов Г. В.
Институт белка РАН, 142292 Пущино
В представленной работе
исследовано влияние GroEL на кинетику спонтанного сворачивания
трех мономерных глобулярных белков (карбоангидразы В, фосфоглицераткиназы
и a-лактальбумина)
в широком интервале молярных избытков GroEL над сворачивающимся
белком. Показано, что в отсутствие АТФ и АДФ GroEL
замедляет кинетику сворачивания всех трех исследованных белков,
что свидетельствует об эффективном взаимодействии GroEL
с кинетическими промежуточными конформационными состояниями сворачивающихся
белков. Однако во всех случаях замедление кинетики спонтанного
сворачивания белков в присутствии GroEL
имеет выраженную пропорциональную зависимость от молярного избытка
GroEL
над сворачивающимся белком. Проведен анализ кинетических уравнений
для двух моделей сворачивания белка в присутствии шаперона -
в комплексе с GroEL
и в свободном состоянии (т.е. вне комплекса). Показано, что экспериментально
наблюдаемая зависимость скорости сворачивания белка от молярного
избытка GroEL
может быть только в том случае, если белок сворачивается вне комплекса
с GroEL.
Показано, что в случае исходно быстросворачивающегося белка (a-лактальбумина)
нуклеотиды не снимают полностью эффект замедления кинетики сворачивания
белка в присутствии GroEL,
а в случае исходно медленно сворачивающегося белка (фосфоглицераткиназы)
присутствие нуклеотидов не позволяет экспериментально выявить
влияние GroEL.
Полученные результаты позволяют заключить, что приобретение сворачивающимся
белком нативной структуры в присутствии GroEL
происходит вне комплекса белка с шапероном. Можно предположить,
что функция GroEL
как молекулярного шаперона заключается в обратимом связывании
промежуточных конформаций сворачивающихся белков и предотвращении
их от межмолекулярной ассоциации, которая "летальна"
для завершения процесса сворачивания. Нуклеотиды (АТФ и АДФ),
по-видимому, только уменьшают сродство GroEL
к "белковым мишеням", позволяя им с большей вероятностью
находиться в свободном состоянии и следовательно с большей вероятностью
перейти в нативное состояние.