Власна флуоресценція лізоциму в модельних білково-ліпідних системах
Анотація
Флуоресцентна спектроскопія - один з найпотужніших інструментів, що дозволяють по-новому поглянути на структурний, динамічний і функціональне поведінка біологічних макромолекул, особливо корисний при дослідженні молекулярних деталей асоціації білок-ліпід. Повну і точну інформацію про конформационной динаміці білкових молекул можна отримати, використовуючи залишки триптофану (Trp) в якості зондів власної флуоресценції. Флуоресценція індольного хромофора надзвичайно чутлива до навколишнього середовища, що робить його ідеальним вибором для повідомлення про конформаційних переходах білка при взаємодії з мембраною. Лізоцим курячого яєчного білка (Lz) - це мульти-триптофанового білок, який широко використовується для з'ясування фундаментальних аспектів білок-ліпідних взаємодій. Основними емітерами, відповідальними за 80% флуоресценції лізоциму, є Trp62 і Trp108.Це дослідження було зроблено для встановлення змін структурного стану лізоциму при асоціації з модельними мембранами, що складаються з цвіттеріонов липида 1-стеароїл-2-Оле-sn-гліцеро-3-фосфохоліна (SOPC) і аніонного ліпіду 1-пальмитоил-2-Оле -англіцеро -3-фосфогліцерін (POPG). Вимірювання часу життя флуоресценції показали, що час життя () залишків Trp в лізоциму, усереднене за інтенсивністю, зменшувалася при зв'язуванні білка з модельними мембранами. Крім того, зниження з 1,94 до 1,74 нс спостерігалося при зменшенні молярного відношення ліпідів до білків (L: P) з 1130 до 120. Було висловлено припущення, що специфічні взаємодії Trp з певними амінокислотними залишками в його оточенні є основним фактором, відповідальним за відновлене зменшення часу життя триптофану і спостерігаються протиріччя між часом життя, гасінням і стаціонарними експериментами. Оскільки Lz є стабільним білком, конформація якого, як повідомляється, змінюється незначно при утворенні білок-ліпідних контактів, можна припустити, що процеси, які стоять за падінням, включають самоасоціації Lz в мембранозв'язані стані. Trp62 і Trp108 розташовані в активному сайті білка, який, як повідомляється, бере участь в агрегації Lz. Більш того, дисульфідних місток Cys76-Cys94, здатний ефективно гасити флуоресценцію Trp і скорочувати час життя білкових флуорофорів, також знаходиться в щілини активного сайту. Таким чином, можна припустити, що взаємодії між Trp62 і Trp108 однієї мономерной молекули Lz з дисульфідні містком інший мономерной молекули під час агрегації білка призводять до зниження значень. Залежність від L: P можна пояснити тим фактом, що самоасоціації лізоциму, мабуть, є залежним від покриття процесом, контрольованим як електростатичними, так і гідрофобні білок-ліпідними взаємодіями. Додаткові аргументи на користь припущення про агрегації Lz прибувають з вимірів анізотропії з тимчасовим дозволом. Було виявлено, що час кореляції обертання лізоциму, яке відображає рух всієї білкової молекули, збільшується в два рази при збільшенні значень L: P. Відновлена здатність мембрани модулювати поведінку агрегації Lz може значною мірою визначити бактерицидні та амілоїдогенні схильності цього білка.
Завантаження
Посилання
Lakowicz J. Principles of fluorescent spectroscopy, Plenum Press: NY, 1999, 698 p.
Gorbenko G.P. et al. The role of lipid–protein interactions in amyloid-type protein
fibril formation // Chem. Phys. Lipids. – 2006. – V. 141. – P. 72-82.
Engelborghs Y. Correlating protein structure and protein fluorescence // J. Fluoresc.
– 2003. – V. 13. – P. 9-15.
Mui B. et al. Extrusion technique to generate liposomes of defined size // Meth.
Enzymol. – 2003. – V. 367. – P. 3-14.
Imoto T. et al. Fluorescence of lysozyme: emission from Trp residues 62 and 108
and energy migration // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 1971. –V. 69. – P. 1151-1155.
Sankaram M. et al. Protein-lipid interactions with peripheral membrane proteins // In
Protein-lipid interactions, Elsevier. – 1993. – P. 127-162.
Banerjee S.K. et al. Self-association of lysozyme. Thermochemical measurements:
effect of chemical modification of Trp62, 108 and Glu35 // J. Biol. Chem. – 1975. –
V. 250. – P. 8260-8266.
E. Nishimoto et al. Internal motions of lysozyme studies by time-resolved
fluorescence depolarization of tryptophan residues // Biochemistry. – 1998. –V. 37. –
P. 5599-5607
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).
