Вы здесь

Главная

Электростатический вклад во взаимодействие некоторых белков с полиэлектролитами

ID_Статьи: 
15.00

Живая клетка, не зависимо от происхождения - растительного, животного или бактериального, содержит полиэлектролиты как в структурированном, так и в растворенном состоянии. Среди них наиболее хорошо изучены полифосфаты, полинуклеотиды, полипептиды, мукополисахариды, гепарин и т.д. Каждый из них имеет свои собственные ферменты синтеза и распада, которые контролируют необходимую длину полиэлектролита и его концентрацию, обеспечивая, таким образом, метастабильное состояние клетки. Взаимодействие же этих полиэлектролитов с остальным пулом ферментов, т.е. с ферментами, не связанными с их синтезом и распадом - задача относительно новая и требует тщательного изучения. Нами впервые экспериментально показано, что эти полиэлектролиты являются ингибиторами некоторых ферментов, а именно дегидрогеназ различной субстратной специфичности (Сабурова Е.А., Бобрешова М.Е., Елфимова Л.И., Сухоруков Б.И. // Биохимия 2000. Т. 65. №8. С. 1151-1161.) Для того, чтобы объяснить ингибиторное действие полиэлектролитов на ферменты, и в частности определить потенциально реакционные зоны для связывания полиэлектролита, в настоящей работе выполнены расчёты электростатического потенциала ферментов лактатдегидрогеназы и глутаматдегидрогеназы. Расчет производили с помощью решения уравнения Пуассона-Больцмана численным методом с использованием метода Гаусса-Зейделя при 3-х значениях рН: 5.8, 7.0 и 8.0 и трех значениях ионной силы: 50, 100 и 150 мМ.

На основе полученных расчетов и графических представлений данных определены довольно протяженные площади на поверхности белков с положительным потенциалом в нейтральной области рН, представляющие участки для благоприятного связывания полианионов. Показано наличие корреляции между площадью положительного потенциала и эффективностью инактивации фермента в ряду изменяющихся значений рН и концентраций соли для двух ферментов. Полученные расчеты позволили объяснить ингибиторное действие полиэлектролита на указанные ферменты, понять разницу между значениями констант инактивации двух ферментов - ЛДГ и ГДГ полиэлектролитом и оценить минимальные площади положительного потенциала на поверхности белка, обеспечивающие эффективное его ингибирование.

 

Дыбовская Ю.Н., Сабурова Е.А., Елфимова Л.И., Сивожелезов B.C.

Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, г.Пущино (Россия)