СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СВОЙСТВ МЕМБРАН САРКОПЛАЗМАТИЧЕСКОГО РЕТИКУЛУМА СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ СУСЛИКОВ CITELLUS UNDULATUS , КРЫС И КРОЛИКОВ
Шутова А. Н., Рубцов А. М., Стори К. Б., Лопина О. Д.
Кафедра биохимии биологического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова, 119899 Москва, Россия; *Отдел биохимии Карлетонского Университета, Оттава, Канада
Сравнение свойств мембранных
препаратов саркоплазматического ретикулума (СР) скелетных мышц
типичных гибернаторов, сусликов Citellus undulatus, со
свойствами препаратов СР скелетных мышц крыс и кроликов показало,
что активность Са-АТФазы СР сусликов в оптимальных условиях в
~2 раза ниже, чем СР крыс и кроликов (5,9±0,3, 11,4±1,9 и 13,5±1,1
mмоль/мин на мг белка СР, соответственно, при 37°С). Частично
это связано с более низким содержанием белка Са-АТФазы в СР сусликов
по сравнению с СР крыс и кроликов. Тем не менее, удельная активность
Са-АТФазы в препаратах СР сусликов в 1,6-1,8 раз ниже, чем в препаратах
СР крыс и кроликов (14,2±0,4, 20,3±2,5 и 24,3±2,2 mмоль/мин на
мг белка Са-АТФазы, соответственно). Поскольку активность Са-АТФазы
зависит от состава и свойств липидного бислоя мембран СР, с использованием
флуоресцентных зондов АНС и пирена был проведен сравнительный
анализ состояния липидного бислоя мембран исследуемых препаратов.
Было установлено, что Кд для АНС при взаимодействии
зонда с мембранами СР сусликов в ~1,5 раза ниже, чем при его взаимодействии
с мембранами СР крыс и кроликов (27,2±4,1, 37,4±2,0 и 36,6±1,3
mМ, соответственно), тогда как максимальный уровень флуоресценции
зонда, связанного с мембранами СР сусликов и крыс, в ~2-3 раза
ниже, чем зонда, связанного с мембранами СР кроликов (229±35,
335±28 и 623±13 у.е., соответственно). Анализ параметров флуоресценции
гидрофобного зонда пирена показал, что степень его эксимеризации
как для аннулярных, так и для общих липидов мембран СР сусликов
выше, чем для мембран СР крыс и кроликов (0,53 ± 0,03, 0,45 ±
0,01 и 0,40 ± 0,05 (аннулярные липиды) и 0,54 ± 0,03, 0,51 ± 0,03
и 0,40 ± 0,03 (общие липиды), соответственно), что указывает на
значительные различия в гидрофобном объеме и/или микровязкости
гидрофобной зоны мембран СР исследуемых препаратов. Кроме этого,
препараты СР сусликов, крыс и кроликов значительно различаются
по белковому составу. Так содержание Са-связывающих белков кальсеквестрина,
кальретикулина, сарколюменина и богатого гистидитном Са-связывающего
белка значительно выше, а содержание белков с молекулярными массами
44 и 30 кДа значительно ниже в препаратах СР кроликов по сравнению
с препаратами СР сусликов и крыс. С использованием карбоцианинового
катионного красителя "Stains All" установлено, что высокомолекулярные
Са-связывающие белки (гликопротеины) сарколюменин и богатый гистидином
Са-связывающий белок представлены в исследуемых препаратах разными
изоформами. Молекулярная масса сарколюменина в СР сусликов, крыс
и кроликов составляет 130, 145 и 160 кДа, а богатого гистидином
Са-связывающего белка - 165, 155 и 170 кДа, соответственно.
Предполагается, что низкая активность Са-АТФазы препаратов СР
сусликов по сравнению с СР крыс и кроликов связана с различиями
в свойствах липидного бислоя и/или в белковом составе мембран
СР. (Поддержано грантом РФФИ 98-04-49184.)