ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОМ ЯМР - СПИНОВОЕ ЭХО ГИДРАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ A-КРИСТАЛЛИНА МОЛЕКУЛЯРНОГО ШАПЕРОНА ХРУСТАЛИКА ГЛАЗА
Николаев Г. М., Бабижаев М. А., Горячев С. Н.
Биологический факультет МГУ, Москва; *Московский НИИ глазных болезней им. Гельмгольца, Москва
Основной структурный белок
хрусталика глаза - a-кристаллин - обладает шапероноподобной
активностью, предотвращая агрегацию ферментов и других кристаллинов,
сохраняя таким образом прозрачность хрусталика. Макромолекулярный
комплекс a-кристаллина (М.М.=800 кДа) состоит из двух белковых
субъединиц: a-А (кислотная, М.М.=19832 Да) и a-В (щелочная, М.М.=20079
Да). Атомная структура a-кристаллина не определена. В ходе настоящего
исследования оценивали конформационные и динамические свойства
a-кристаллина, связанные с его гидратационными характеристиками
с помощью метода ядерного магнитного резонанса (ЯМР-спиновое эхо).
Измерение времен спин-спиновой релаксации Т2
протонов проводили на установке, сконструированной на кафедре
биофизики биологического факультета МГУ. Использовалась импульсная
последовательность Карр-Парселла-Мейбум-Джилла. Рабочая частота -
16,5 МГц. Точность определения Т2 - не
хуже 7%. Гидратационные характеристики увлажненного а-кристаллина
сравнивались с таковыми увлажненного фибриллярного коллагена и
глобулярного бычьего сывороточного альбумина (БСА). Лиофильно
высушенные белки увлажняли в эксикаторах с заданной влажностью
(Р/Р0=0,75; 0,96; 1,0). При Р/Р0=0,75
a-кристаллин не набирал воду, что объясняется, видимо, его гидрофобностью.
Следует отметить, что при увлажнении до 20% относительной влажности
образца время спин-спиновой релаксации протонов сорбированоой
воды на a-кристаллине составляло несколько мс, что характерно
для протонов связанной воды. Даже при увлажнении образцов до 40-50%
время спин-спиновой релаксации протонов увеличивалось лишь в два
раза, а спад сигнала эха носил однокомпонентный характер. У коллагена
и БСА, увлажненных до 16% и 25% относительной влажности образца
соответственно, кривые спада спинового эха носили двухкомпонентный
характер. Полученные результаты позволяют сделать заключение,
что макромолекулы a-кристаллина образуют жесткую, упорядоченную
структуру. Даже при высокой влажности белка вода остается прочно
связанной в макромолекулярном комплексе a-кристаллина хрусталика
глаза. Обсуждается возможный механизм проявления шаперонной активности
a-кристаллина.