АНАЛИЗ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МЕЛИТТИНА С МЕМБРАННЫМИ ПРЕПАРАТАМИ САРКОПЛАЗМАТИЧЕСКОГО РЕТИКУЛУМА СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ
Маст Н. В., Шорина Е. А., Лопина О. Д., Рубцов А. М.
Кафедра биохимии биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, 119899 Москва
Мелиттин - амфипатический
26-членный положительно заряженный пептид из яда пчелы -
взаимодействует с биологическими и искусственными мембранами,
а также c мембранными и растворимыми белками. Установлено, что
он ингибирует ион-транспортирующие АТФазы Р-типа, в частности,
Са-АТФазу саркоплазматического ретикулума (СР), однако механизм
ингибирующего действия пока неизвестен. Нами было показано, что
мелиттин является необратимым ингибитором Са-АТФазы СР. Быстрая
и медленная фазы ингибирования инактивации фермента различаются
в 10 раз (константы скорости инактивации равны 1,2 и 0,12 мин-1,
соответственно, при молярном соотношении мелиттин:Са-АТФаза =
30:1). Анализ собственной триптофановой флуоресценции Са-АТФазы
(максимум флуоресценции 335 нм) и мелиттина (максимум флуоресценции
351 нм) показал, что при его добавлении к везикулам СР в молярном
соотношении мелиттин:Са-АТФаза = 30:1 наблюдается быстрый (в течение
1 мин) коротковолновый сдвиг максимума флуоресценции комплекса
мелиттин-мембраны СР (с 342 нм до 337 нм), после чего положение
максимума не изменяется, а интенсивность флуоресценции снижается
на 35% с константой скорости 0,14 мин-1, что может
свидетельствовать об изменении конформации Са-АТФазы. С фосфолипидными
везикулами, полученными из экстрагированных из СР липидов, мелиттин
связывается гораздо медленнее: максимум его флуоресценции сдвигается
с 351 нм до 337 нм только через 45 мин инкубации. Внесение мелиттина
в суспензию СР вызывает быстрое исчезновение изотропного сигнала
в ЭПР-спектре спин-меченой стеариновой кислоты, добавленной к
мембранам СР. Дальнейшее изменение параметров спектра связанного
с мембранами спинового зонда говорит об увеличении микровязкости
его микроокружения (эмпирический параметр Т/h снижается на 35%
с константой скорости 0,11 мин-1). Поверхностный заряд
мембран СР, измеренный с использованием рН-чувствительного индикатора
нейтрального красного, изменяется при добавлении мелиттина от -60
до -30 мВ. Кроме этого, мелиттин индуцирует медленную агрегацию
Са-АТФазы в мембранах СР; с использованием сшивающего агента о-фенантролина
меди установлено, что содержание мономерной формы фермента убывает
с константой скорости 0,14 мин-1. Делается вывод, что
мелиттин быстро связывается с мембранами СР и индуцирует медленные
изменения конформации и олигомерного состояния Са-АТФазы, а также
медленные структурные перестройки в липидном бислое мембран СР,
причем главную роль в быстром связывании мелиттина играют белковые
компоненты мембран СР, в первую очередь Са-АТФаза. Поддержано
грантом РФФИ № 98-04-49184.