Структуры комплексов восьмигемовой цитохром с нитритредуктазы из Thioalkalivibrio nitratireducens с субстратами, продуктами и ингибиторами

• Автор: Трофимов, Антон Андреевич
• Шифр специальности: 03.01.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 89 с. : ил.

Содержание
1. ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
2. ВВЕДЕНИЕ
3. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
3.1. Восьмигемовая цитохром с нитритредуктаза из ТкіоаїкаїШЬгіо пНгайге<1исет
3.1.1. Структура Ту№11
Структура мономера
Гексамер
Г емы . . . . . . . .
Активный центр . . . . . . .
Каналы
Ионы кальция . . . . . . .
3.1.2. Активность ТуИіИ
3.2. Пятигемовые цитохром с нитригредуктазы ІЧгІА . . .
3.2.1. Структура№£А
Структура мономера . . . . . .
Димер
Гемы
Активный центр и комплексы с субстратами и ингибиторами
Ионы кальция
Каналы
3.2.2. Активность №£А
3.2.3. Механизм восстановления нитрита №СА
3.2.4. Физиологические доноры электронов №ТА
3.3. Цитохром с гидроксиламиноксидоредуктаза из 1ї(го.чотопш еигораеа
3.4. Цитохром с тетратионатредуктаза из БкеыапеИа опеійетія . .
3.5. Сирогем-содержащие сульфитредуктазы
3.6. Модификация остатка тирозина в активном центре ферментов .
Связь Туг-Нія в цитохром с оксидазе
Связь Туг-Нія в каталазе из Е. соїі
Связь Туг-Суя в каталазе из Ыеигохрога сгах.ча . . .
Связь Туг-Тгр в мутанте цитохром с пероксидазы
Связь Туг-Туг в гемоглобине О
Связь Туг-Суэ в галактозоксидазе
Связь Туг-Суз в цистеиндиоксигеназе
Связи Тгр-Туг-Мй в каталазе-пероксидазе из Наїоагсиїа таттогШі
4. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Выделение ІЧ'МіК
Кристаллизация . . . . . . . .
Сбор и обработка данных, уточнение структур
Измерение активности
5. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
5.1. Общая характеристика структур Ту№К
5.2. Каналы ТуіЧЖ
5.3. Связывание лигандов в активном центре фермента
Связывание фосфат-иона
Связывание цианид-иона
Связывание сульфид-иона
Связывание сульфит-иона . . . . . .
Связывание нитрит-иона
Связывание гидроксиламина
5.4. Получение TvNiRb
5.5. Активности TvNiR и TvNiRb
5.6. Структурно-функциональные аспекты катализа TvNiR и TvNiRb
6. ВЫВОДЫ
7. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
NrfA - пятигемовая цитохром с нитритредуктаза
TvNiR - восьмигемовая цитохром с нитритредуктаза из Thioalkalivibrio
nitratireducens
TvNiRb - модифицированная форма TvNiR, в которой СЕ1-атом
каталитического остатка ТугЗОЗ ковалентно связан с CG-атомом остатка Gln360 НАО - цитохром с гидроксиламиноксидоредуктаза
OTR - цитохром с тетратионатредуктаза
NrfH и NrfB - физиологические доноры электронов NrfA SiR - сирогем-содержащая сульфитредуктаза
СсР - цитохром с пероксидаза
RMSD - среднеквадратичное отклонение
PFV - циклическая вольтамперометрия в белковых пленках
MV - метилвиологен
ПЭГ - полиэтиленгликоль
NEDA - N-( 1 -нафтил)этилендиамин

проксимального лиганда (рис. 21, В). Для МгШ из Ж succinogenes показано, что данный остаток метионина необходим для окисления мснахинола [33]. Была определена структура комплекса №БА с №БН со связанным конкурентным ингибитором хинолоксидазной активности МгґН (разрешение 2.8 А) [34]. Ароматическая часть ингибитора, напоминающего интермедиат окисления менахинола, связывается в полости рядом с гемом 1, образуя водородные связи с остатком Аяр89 и еще двумя остатками.
Гем 4 является выходом для электронов из №Ш (рис. 21, С). Он входит в углубление в молекуле №£А и координирован с проксимальной стороны остатком гистидина №1Н (НІ8І40), а с дистальной — остатком лизина из №ГА (ЬузЗЗ 1). Остаток БуэЗЗ 1 консервативен в №£А, взаимодействующих с №П1. Гемы 2 и 3 №1Н — обычные темы цитохромов с, координированные с дистальной и проксимальной сторон остатками гистидина.
В структуре комплекса №1А с №Ш два мономера МгГН образуют димер и каждый из этих мономеров №111 связывает по димеру №БА. На рисунке 22 показана структура данного комплекса. Мономеры №1'А, расположенные в середине комплекса, обозначены как №ҐАІПЬ два других мономера №БА обозначены как №БАех,. Ы-концевой фрагмент мономера №£Аіт взаимодействует с обоими мономерами №'1Т1 комплекса, а N-кoнцeвoй фрагмент мономера №ґАех1 взаимодействует только с одним мономером №111. Площадь поверхности контакта №ґА2/]1гП 1 составляет около 30 % доступной для растворителя поверхности №1Н. Взаимодействие молекул в области данного контакта характеризуется значительной комплементарностью и присутствием большого числа солевых мостиков и водородных связей. Между мономерами №Ш комплекса осуществляется значительное взаимодействие благодаря контактам остатков Ы-концевых трансмембранных спиралей и остатков вблизи гемов 3 и 4.
Гемы №£Н в комплексе расположены несимметрично по отношению к двум мономерам №БА в димере (рис. 21, В). Только гемы мономера №1'А„Н находятся близко к гемам №ГН. Близость гема 4 №БН к гемам 2 и 5 мономера №ТА,т (расстояния от края до края 12.1 и 8.5 А, соответственно) подразумевает, что оба гема №БА могут акцептировать электроны путем прямого переноса. Гемы 3 и 4 двух мономеров №Ш в комплексе находятся в параллельном стекинге (расстояния от края до края 4.6-10.4 А) [19].