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.