Влияние связывания катионов металлов на кооперативность тепловых переходов в парвальбумине

• Автор: Бакунц, Ануш Гамлетовна
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 130 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

Состояния белка и переходы между ними

Состояния белка

Развернутое состояние белка.

Состояние расплавленной глобулы.

Предшественник расплавленной глобулы

Тепловые переходы в белках

Тепловые переходы в металлсвязывающих белках.

Структурная кооперативность белка.

Белки с внутренней неупорядоченностью.
Физикохимические свойства белков с внутренней неупорядоченностью. Особенности аминокислотного состава белков с внутренней
неупорядоченностью
Некоторые представители семейства.
Функции белков с внутренней неупорядоченностью
Структурирование белков с внутренней неупорядоченностью.
Парвальбумины.
Функции парвальбуминов
Структура парвальбуминов
Механизм связывания ионов кальция парвальбумином
Влияние связывания ионов кальция на структурные свойства
парвальбумина.
Равновесные константы связывания катионов.
Кинетика связывания катионов.
Влияние различных участков парвальбумина на его сродство к Са2
Тепловые переходы в парвальбуминах
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Материалы.
Реактивы
Выделение парвальбуминов крысы
Выделение парвальбуминов щуки и трески
Очистка белка от ионов кальция
Дифференциальная сканирующая калориметрия.
Круговой дихроизм.
Флуоресцентные измерения
Оценка равновесных констант связывания Са2 белком
Расчет электростатических взаимодействий в белке
Предсказания внутренней неупорядоченности белка.
Анализ полостей белка.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ.
Тепловое поведение апопарвальбумина
Измерение сродства парвальбуминов щуки к металлам и получение апо
формы белков
Отсутствие тепловых переходов первого рода в апоформе парвальбумина
Сложное тепловое поведение апопарвальбуминов.
Структурная характеризация апопарвальбуминов.
Предсказания неупорядоченных областей в парвальбуминах щуки
Энергетические оценки зарядзарядовых взаимодействий в парвальбуминах
Тепловое поведение металлнасьнценного парвальбумина
Тепловое разворачивание кальцийнасыщснных парвальбуминов.
Структурные особенности интермедиата тепловой денатурации Са2
насытценного аПА щуки
Изменение кооперативности тепловых переходов апарвальбумина щуки,
вызываемое гуанидингидрохлоридом
Тепловая денатурация магний и натрийсвязаниых форм апарвальбумина
Структурные детерминанты интермедиата тепловой денатурации Са
насыщенного аПА щуки
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Хорошо известно, что белок может находиться в нативном свернутом состоянии, полностью развернутом состоянии или в одном из промежуточных состояний например, в состоянии расплавленной глобулы. Белки также способны ассоциировать, образуя фибриллы либо аморфные агрегаты. Нативным состоянием является то состояние белка, в котором он находится при физиологических условиях и выполняет свои функции в клетке. В большинстве случаев нативный глобулярный белок обладает фиксированной третичной структурой характеризуется высокой плотностью упаковки аминокислотных остатков. Многие белки при физиологических условиях в отсутствие своих партнеровмишеней не имеют фиксированной третичной структуры. Для них характерна высокая коиформационная подвижность аминокислотных остатков. Такие белки принято называть нативно развернутыми или несвернутыми iv , либо внутренне неупорядоченными iii i i, I. Этот термин близок к понятию. К категории нативно несвернутых белков относятся и полностью развернутые при физиологических условиях белки, и компактные денатурированные состояния белков. В литературе термины денатурированный и развернутый часто используют как взаимозаменяемые, несмотря на то, что между ними существует принципиальная разница. Развернутый белок обычно представляют как случайный статистический клубок полипсптидпую цепь, нс имеющую определенной структуры. То есть, случайным клубком является множество конформаций, не имеющих никакого дальнего по цепи порядка, однако слабый ближний порядок может присутствовать. Для случайного клубка характерны малая плотность и большой ыщродинамический объем. До недавнего времени считалось, что в присутствии высоких концентраций денатурирующих агентов белок переходит в состояние случайного клубка, и только в последние годы появились работы, согласно которым в белках, развернутых сильными денатуратами, присутствует некоторая остаточная структура vi , . Вопрос о том, остаются ли в развернутом белке структурированные области, является исключительно важным хотя бы по той причине, что все модели сворачивания белка основаны на предположении о том, что начальная структура является полностью неупорядоченной. Конформация развернутого белка, если он действительно является случайным клубком, не должна зависеть от типа дснатуранта. Таким образом, развернутый сильными денатуратами белок в общем случае нельзя рассматривать как идеальный случайный клубок. На основе анализа данных по ненативным конформационным состояниям различных белков было показано, что в присутствии высоких концентраций сильных денатурантов большинство белков теряют третичную структуру и основную часть вторичной структуры, тогда как более мягкие денатурирующие условия низкие , высокие температуры, высокие концентрации некоторых солей приводят лишь к частичной утрате нативной структуры. Возникающее при таких условиях состояние белка обладает физикохимическими свойствами, промежуточными между свойствами нативного и развернутого состояний , . Выяснение природы частично развернутых состояний явилось предметом интенсивных исследований в последние три десятилетия. В такого рода исследованиях широко использовались разнообразные экспериментальные подходы к определению изменений различных структурных характеристик белка в ходе его денатурации. Было обнаружено, что в умеренно денатурирующих условиях некоторые белки переходят в состояние, обладающее хорошо выраженной вторичной структурой, но лишенное уникальной пространственной структуры i а Этосостояние, характеризующееся компактностью, сравнимой с нативным состоянием белка, получило название расплавленной глобулы. Название отражает основные отличительные особенности состояния его глобулярность, то есть компактность, и расплавленность, то есть отсутствие кооперативного теплового перехода. Наряду с нативным и денатурированным состояниями белка расплавленная глобула представляет собой еще одно физическое состояние белковой молекулы i v, v .