ДВИЖЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ОБЛАСТЕЙ ПОЛИПЕПТИДНОЙ ЦЕПИ АКТИНА И ИХ ВОЗМОЖНАЯ РОЛЬ В МЕХАНИЗМАХ МЫШЕЧНОГО СОКРАЩЕНИЯ
Боровиков Ю. С., Дедова И. В., Ефимова Н. Н., Вихорев П. Г., Аврова С. В., Дос Ремедиос К.
Институт цитологии РАН, 194064 С.-Петербург; *Университет Сиднея, Сидней 2006, Австралия
Методом поляризационной
флуориметрии были исследованы внутримолекулярные движения полипептидной
цепи актина при формировании сильной и слабой форм связывания
миозина с актином. Сильную и слабую формы связывания моделировали
при декорировании актиновых нитей теневых мышечных волокон субфрагментом-1
миозина (S1) и S1, модифицированным бифункциональным реагентом
- N,N'-phenylene-dimaleimide (pPDM-S1), соответственно. Тонкие
нити теневого мышечного волокна были реконструированы из препаратов
актина, каждый из которых содержал один из флуоресцентных зондов,
локализованных в различных областях молекулы актина. Зонды были
связаны с Цис-374 (N-iodoacetyl-N'-(5-sulfo-1-naphthyl)ethylene-diamine,
1,5-IAEDANS; tetramethyl-rhodamine-5-iodacetamide, TMRIA; 5-iodoacetamido-fluorescein,
5-IAF), Лиз-373 (7-chloro-4-nitrobenzo-2-oxa-1,3-diazole, NBD-Cl),
Лиз-113 (Alexa 488), Лиз-61 (fluorescein-5-isothiocyanate, FITC),
Глн-41 (dansyl-ethylenediamine, DED) или с Цис-10 (fluorescein-5-maleimide;
5-IAF). Показано, что ориентация и подвижность зондов существенно
изменяются при взаимодействии головки миозина с актином, причем
характер изменения этих параметров зависит от того, где расположен
флуорофор и определяется тем, в каком структурно-функциональном
состоянии находится актомиозин. Для флуорофоров, расположенных
в центральных областях тонкой нити, угол ФЕ, образованный
осциллятором излучения зонда и осью тонкой нити, уменьшается при
формировании сильной и увеличивается при образовании слабой формы
связывания головки миозина с актином. Для флуорофоров, расположенных
на периферии нити, изменения этого угла носят противоположный
характер. Образование сильной и слабой форм связывания в этом
случае сопровождаются увеличением и уменьшением угла ФЕ,
соответственно. Оказалось, что регуляторные белки тонких нитей
существенно модулируют изменения поляризационных параметров, вызванные
образованием сильной формы связывания головки миозина с актином.
Предполагается, что сокращение мышечного волокна сопровождается
смещением периферических областей актина, ответственных за связывание
миозина, относительно центральных областей тонкой нити. Обсуждается
роль внутримолекулярных движений полипептидной цепи актина в механизмах
мышечного сокращения. Работа выполнена при финансовой поддержке
РФФИ (проект № 98-04-49513) и Национального совета медицинских
исследований и здоровья Австралии.