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.
Завантаження
Посилання
2. G.P. Gorbenko, P.K.J. Kinnunen, The role of lipid-protein interactions in amyloid-type protein fibril formation // Chem. Phys. Lipids. 2006. V. 141. P. 72-82.
3. C.M. Dobson, The structural basis of protein folding and its links with human disease // Philos. Trans. Soc. Lond. Ser. B. 2001. V. 356. P. 133-145.
4. J.D. Knight, A.D. Miranker, Phospholipid catalysis of diabetic amyloid assembly // J. Mol. Biol. 2004. V. 341. P. 1175-1187.
5. S. Benjwal, S. Verma, K.H. Röhm, O. Gursky, Monitoring protein aggregation during thermal unfolding in circular dichroism experiments // Protein Sci. 2006. V. 15. P. 635-639.
6. C. McAllister, M.A. Karymov, Y. Kawano, A.Y. Lushnikov, A. Mikheikin, V.N. Uversky, Y.L. Lyubchenko, Protein interactions and misfolding analyzed by AFM force spectroscopy // J. Mol. Biol. V. 2005 V. 354. P. 1028-1042.
7. S.S. Wang, K.N. Liu, Y.C. Lu, Amyloid fibrillation of hen egg-white lysozyme is inhibited by TCEP // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2009. V. 381. P. 639-642.
8. A.P. Pandey, F. Haque, J.C. Rochet, J.S. Hovis, Clustering of α-synuclein on supported lipid bilayers: role of anionic lipid, protein, and divalent ion concentration // Biophys. J. 2009. V. 96. P. 540-551.
9. M. Li, L.G. Reddy, R. Bennett, N.D. Silva, J. Larry, R. Jones, D.D. Thomas, A fluorescence energy transfer method for analyzing protein oligomeric structure: application to phospholamban // Biophys. J. 1999. V. 76. P. 2587-2599.
10. I. Sepkhanova, M. Drescher, N.J. Meeuwenoord, R. Limpens, R. Koning, D.V. Filippov, M. Huber, Monitoring Alzheimer amyloid peptide aggregation by EPR // Appl. Magn. Reson. 2009. 36. 209-222.
11. A. Naito, I. Kawamura, Solid-state NMR as a method to reveal structure and membrane-interaction of amyloidogenic proteins and peptides // Biochim. Biophys. Acta. 2007. V. 1768. P. 1900-1912.
12. M. Bokvist, F. Lindström, A. Watts, G. Gröbner, Two types of Alzheimer’s β-amyloid (1-40) peptide membrane interactions: aggregation preventing transmembrane anchoring versus accelerated surface fibril formation // J. Mol. Biol. 2004. V. 335. P. 1039-1049.
13. B. Mui, L. Chow, M. Hope, Extrusion technique to generate liposomes of defined size // Meth. Enzymol. 2003. V. 367. P. 3-14.
14. J.R. Lakowicz, Principles of fluorescence spectroscopy, 2006, Springer: New York.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
