English
!

Доклады

Изучение механизмов взаимодействия белков пластоцианина и цитохрома с6 с цитохромом f в цианобактериях и зеленых водорослях

Федоров В.А., Хрущев С.С., Коваленко И.Б., Ризниченко Г.Ю., Рубин А.Б.

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, биологический ф-т, кафедра биофизики, Россия, 119991, Москва, Ленинские горы 1, стр. 12, +7(495)9390289, xbgth@yandex.ru

Электрон-транспортные короткоживущие промежуточные комплексы являются неотъемлемой частью любой биологической системы. Мобильные белки взаимодействуют со своими редокс-партнерами, перенося электроны в фотосинтетической и дыхательной электрон-транспортных цепях. В условиях дефицита меди у некоторых цианобактерий и зеленых водорослей пластоцианин может не быть синтезирован в достаточном количестве, и его роль по переносу электронов от цитохромного b6f комплекса к фотосистеме 1 берет на себя белок цитохром с6. Данное исследование направлено на выявление различий в молекулярных механизмах формирование комплекса пластоцианина и цитохрома с6 с цитохромом f.

Наше исследование показало, что формирование комплекса пластоцианина и цитохрома f C. reinhardtii сопряжено с образованием электростатического контакта между противоположно заряженными областями пластоцианина (D43E44D45D54) и цитохрома f (K188K189). Область пластоцианина, которая образует электростатическую связь с цитохромом f, имеет низкую подвижность относительно цитохрома f, в то время как противоположная сторона молекулы пластоцианина претерпевает большие флуктуации. При образовании функционально активного комплекса происходит поворот вокруг электростатический контакта молекул и сближение кофакторов белков. В случае замены пластоцианина на цитохром с6, также происходит формирование электростатического контакта между заряженными петлями на цитохроме f и с6, а именно петлей малого (K188K189) и большого домена (K58K65) цитохрома f и отрицательно заряженной областью цитохрома c6 (E69E70E71). При образовании финального комплекса, так же как и в случае с пластоцианином, происходит вращение молекулы цитохрома c6 вокруг оси, проходящей через область электростатического контакта двух молекул.

Формирование коплекса пластоцианина и цитохрома f Nostoc, в отличие от случаев зеленой водоросли и ранее исследованных нами высших растений, не сопряжено с формированием электростатической шарнирной связи. Электростатические взаимодействия приводят к сближению кофакторов уже на стадии диффузионно-столкновительного комплекса. При замене пластоцианина на цитохром с6 элетростатическая связь образовывалась между заряженной отрицательно петлёй малого домена цитохрома f (E189D190D64) и положительно заряженной областью цитохрома с6 (K22K32K86). Однако образование финального комплекса для данной пары молекул сопряжено с разрывом электростатической связи в процессе сближения кофакторов.

Образование комплекса белков пластоцианина и цитохрома с6 с цитохромом f в цианобактерии Phormidium laminosum не сопряжено с электростатической предориентацией молекул.

Исследование выполнено при поддержке гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых - кандидатов наук МК-2931.2022.1.4.

© 2004 Дизайн Лицея Информационных технологий №1533