Ліпід-опосередкована агрегація лізоциму за даними індуктивнорезонансного переносу енергії

Анотація

Агрегація білків з утворенням нерозчинних комплексів пов’язана з патогенезом деяких нейродегенеративних захворювань. Олігомеризація білків розглядається зазвичай як неспецифічна коагуляція частково розгорнутих поліпептидів, яка контролюється взаємодією між експонованими гідрофобними ділянками. Все більшого підтвердження набуває гіпотеза про те, що самоасоціація білків може бути викликана білок-ліпідними взаємодіями. У даній роботі була досліджена агрегаційна поведінка лізоциму, зв’язаного з модельними ліпідними мембранами, що складалися з фосфатидилхоліну (ФХ) та фосфатидилгліцерину (ФГ) (8:2). Утворення агрегатів білка детектувалося за допомогою методу індуктивно-резонансного переносу енергії (ІРПЕ). Було використано три донорно-акцепторні пари: триптофан – пірен, пірен – флуоресцеїн 5’-ізотіоціанат (ФІТЦ) та ФІТЦ – родамін-ізотіоціанат (РІТЦ). Спектри флуоресценції лізоциму, міченого піреном, характеризувалися трьома піками, які відповідали флуоресценції триптофану, мономерів та ексимерів пірену. Аналіз форми спектрів показав, що відношення інтенсивності флуоресценції пірену до інтенсивності флуоресценції триптофану зростає зі зменшенням молярного відношення ліпід:білок (Л:П) з 379 до 77. Цей ефект було пояснено посиленням ІРПЕ між триптофаном та піреном. Той факт, що величина цього ефекту залежала від концентрації білка, дозволяє припустити, що посилення ІРПЕ викликається утворенням агрегатів білка. Аналогічний результат було отримано з використанням донорно-акцепторної пари пірен – ФІТЦ – ефективність ІРПЕ зростала зі збільшенням загальної концентрації білка та зменшенням Л:П. Примітно, найбільша ефективність ІРПЕ спостерігалась при поверхневому покритті у 38 молекул ліпідів на одну молекулу білка, вказуючи на те, що ця величина Л:П є критичною для утворення самоасоціатів лізоциму. Припущення щодо агрегації білка у мембранному оточенні підтверджується також кількісним аналізом ІРПЕ між ФІТЦ та РІТЦ. Відстань між донором та акцептором дорівнювала 8 нм, що у 2-2.5 рази перевищує розміри молекули лізоциму.