авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 ||

Механизмы возникновения и свойства промежуточных, неправильно свернутых и агрегированных форм белков

-- [ Страница 2 ] --

Рис. 4.5.6. Распределение молекул ThT по времени затухания флуоресценции. Растворитель – 99% глицерин. Кривые 1, 2 и 3 измерены при температуре 300, 289.5, и 278 K. Кривая 4 – распределение по времени затухания флуоресценции для ThT в пропаноле при 77 K. возб = 440 нм, рег = 480 нм.

Рис. 4.5.7. Зависимость среднего времени затухания флуоресценции ThT в глицерине (99%) при температуре 278 (1), 293 (2) и 296 K (3).

_ Однако, время, необходимое для достижения тиофлавином Т конформации, при которой угол становится близким к 90° или 270° (3.0 нс), в десятки раз меньше времени вращательной релаксации фрагмента молекулы тиофлавина Т, которое, по нашим оценкам, составляет приблизительно 220 нс. Но, это вполне понятно, посколь ку фотофизические свойства молекул тиофлавина Т будут определяться не временем вращательной релаксации фрагментов молекулы друг относительно друга, а време нем, в течение которого в среднем каждая молекула тиофлавина Т за счет торсионных колебаний достигает конформации, при которой угол между бензтиазольным и аминобензольным кольцами примет значение близкое к 90 или 270°.

Флуоресцентные свойства тиофлавина Т должны определяться в значительной степени соотношением времени достижения молекулой конформации со значением близким к 90 или 270° (or), радиационного времени жизни (r) и времени вращатель ной релаксации растворителя (solv). Если orr (вода, спирты) или orr (пропнол, 77 К), то распределение молекул тиофлавина Т по времени жизни возбужденного со стояния () будет узким (рис. 4.5.6, кривые 1 и 4).

В водно-глицериновых растворах (с достаточно низким содержанием воды) при соответствующей температуре могут создаваться условия, когда or будет сопостави мо по величине с r. При этом за излучение будут ответственны молекулы тиофлави на Т, существенно различающиеся по величине угла между бензтиазольным и ами нобезольными кольцами и по времени жизни в возбужденном состоянии (рис. 4.5.6, кривые 2 и 3). Если, к тому же, solv по величине близко к r и or, то для флуоресцен ции тиофлавина Т будут наблюдаться эффекты, характерные для систем с так назы ваемым неоднородным уширением спектра. В частности, будет иметь место значи тельное изменение среднего времени жизни возбужденного состояния в пределах спектра флуоресценции, что реально и наблюдается (рис. 4.5.7). Необходимо отме тить, что в этих условиях, несмотря на существенные изменения среднего времени жизни флуоресценции по спектру излучения, величина степени поляризации остается при этом неизменной и высокой (P = 0.4). Это означает, что время вращательной ре лаксации молекулы тиофлавина Т много больше времени торсионных колебаний фрагментов молекулы тиофлавина Т друг относительно друга, приводящих к безыз лучательной дезактивации, а направление дипольного момента перехода молекулы тиофлавина Т совпадает с осью вращения фрагментов молекулы друг относительно друга.

Все представленные выше данные позволяют сделать вывод о том, что флуо ресцентные свойства тиофлавина Т характерны для соединений, получивших назва ние молекулярных роторов, и что причиной существенного возрастания квантового выхода флуоресценции тиофлавина Т при его инкорпорации в амилоидные фибриллы является жесткость окружения, препятствующая повороту бензтиазольного и амино бензольного колец друг относительно друга в возбужденном состоянии (Воропай и др., 2003;

Маскевич и др., 2004).

Выводы 1. Путь разворачивания, последовательность образования и число возникающих дена турированных частично-свернутых состояний каждого конкретного белка не зависит от характера денатурирующего воздействия и стабилизации структуры при связыва нии лиганда.

2. Cпособность белков к одностадийному обратимому разворачиванию нельзя одно значно связывать с их размером и мультидоменностью.

3. Вновь обнаруженные промежуточные состояния актина N* и U* являются кинети ческими интермедиатами на пути разворачивания–сворачивания актина, в то время как инактивированный актин, ранее считавшийся промежуточным состоянием белка, на самом деле является монодисперсным ассоциатом, образование которого препят ствует правильному сворачиванию белка in vitro. На основании этих данных предло жена принципиально новая схема процессов разворачивания–сворачивания глобуляр ного актина.

4. При определенных условиях GdnHCl может вызывать агрегацию белков. Этот эф фект, обнаруженный при исследовании инактивированного актина и объясненный изменением заряда инактивированного актина за счет взаимодействия катионов GdnHCl (GuH+) с группами C=O, необходимо учитывать в работах по изучению фол динга белков при использовании GdnHCl в качестве денатуранта.

5. Четвертичная структура является существенным, но не единственным фактором, определяющим различия в стабильности зеленых и красных флуоресцентных белков.

6. Малые концентрации GdnHCl (около 0.1 М) вызывают изменение структуры креа тинкиназы, актина, флуоресцентных белков. Эффект объяснен стабилизирующим действием денатуранта. В случае креатинкиназы – это первое подтверждение физи ко-химическими методами изменения структуры фермента в этой области концентра ций денатуранта, ранее установленное по изменению его каталитической активности.

7. Причиной значительного возрастания (на несколько порядков) квантового выхода флуоресценции тиофлавина Т при его встраивании в амилоидные фибриллы является жесткость окружения, препятствующая повороту фрагментов молекулы друг относи тельно друга в возбужденном состоянии. Флуоресцентные свойства тиофлавина Т характерны для соединений, относящихся к классу молекулярных роторов.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Мажуль В.М., Зайцева Е.М., Шавловский М.М., Кузнецова И.М., и Туроверов К.К. 2001. Триптофановая фосфоресценция при комнатной температуре нативного и инактивированного актина. Биофизика 46, 988-996.

2. Туроверов К.К., Бушмарина Н.А., Малова Л.Н., Кузнецова И.М. 2001. Собствен ная УФ-флуоресценция лизоцима и микроокружение его триптофановых остатков.

Биофизика 46, 978-987.

3. Воропай Е.С., Самцов М.П., Каплевский К.Н., Маскевич А.А., Степуро В.И., Пова рова О.И., Кузнецова И.М., Туроверов К.К., Финк А.Л. и Уверский В.Н. 2003.

Спектральные свойства тиофлавина Т и его комплексов с амилоидными фибрил лами. Ж. прикл. спектр. 70, 767-773.

4. Мажуль В.М., Зайцева Е.М., Шавловский М.М., Кузнецова И.М., Туроверов К.К.

2003. Кинетика инактивации актина: анализ методом триптофановой фосфорес ценции при комнатной температуре. Биофизика. 48, 837-843.

5. Маскевич А.А., Легеда М.В., Туроверов К.К., Кузнецова И.М. 2004. Флуорес центные свойства тиофлавина Т при его встраивании в –циклодестрин. В сб.: Мо лекулярные мембранные и клеточные основы функционирования биосистем. Ред.

И.Д.Волотовский и С.Н.Черенкевич. ч. II., стр.30-32.

6. Кузнецова И.М., Форже В., Туроверов К.К. 2005 а. Структурная динамика, ста бильность и фолдинг белков. Цитология. 47, 943-952.

7. Поварова О.И., Кузнецова И.М., Туроверов К.К. 2005. Физико-химические свой ства актина в различных структурных состояниях. Новые представления о про цессах его сворачивания – разворачивания. Цитология. 47, 953-977.

8. Мажуль В.М., Зайцева Е.М., Шавловский М.М., Поварова О.И., Кузнецова И.М., Туроверов К.К. 2005. Фосфоресценция при комнатной температуре аморфных аг регатов и амилоидных фибрилл, образующихся в результате неправильного фол динга белков. Цитология. 47, 978-987.

9. Степаненко Ольга В., Кузнецова И.М., Туроверов К.К., Скогнамиглио В., Стая но М. и Д’Ариа С. 2005 а. Структура и стабильность глутамин-связывающего белка из Escherichia coli и его комплекса с глутамином. Цитология. 47, 988-1006.

10. Кузнецова И.М., Степаненко Ольга В., Туроверов К.К., Хуанг Ч., Ванг Ч.-Ч.

2005б. Конформационные изменения дисульфидизомеразы С под действием гуа нидингидрохлорида. Цитология 47, 1007-1016.

11. Степаненко Олеся В., Верхуша В.В., Шавловский М.М., Алейникова Т.Д., Увер ский В.Н., Кузнецова И.М., Туроверов К.К. 2005 б. Роль четвертичной структуры в стабилизации флуоресцентных белков. Цитология 47, 1017-1027.

12. Kuznetsova I. M., A.G. Biktashev, L.N. Malova, N.A. Bushmarina, V.N. Uversky, and K.K.Turoverov. 2000. Understanding the contribution of individual tryptophan residues to intrinsic lysozyme fluorescence. Protein and Peptide Letters 7, 411-420.

13. Bushmarina N.A., Kuznetsova I.M., Biktashev A.G., Turoverov K.K., and Uversky V.N. 2001. Partially folded conformations in the folding pathway of bovine carbonic an hydrase II: a fluorescence spectroscopic analysis. ChemBioChem 2, 812-821.

14. Kuznetsova I.M., Stepanenko O.V., Turoverov K.K., Zhu L.,. Zhou J.-M, Fink A.L., and Uversky V.N. 2002 a. Unravelling multistate unfolding of rabbit muscle creatine kinase. Biochem. Biophys. Acta. 1596, 138-155.

15. Turoverov K.K., Verkhusha V.V., Shavlovsky M.M., Biktashev A.G., Povarova O.I., and Kuznetsova I.M. 2002 a. Kinetics of actin unfolding induced by guanidine hydro chloride. Biochemistry 41, 1014-1019.

16. Kuznetsova I.M, Stepanenko Olga V., Stepanenko Olesia V., Povarova O.I., Biktashev A.G., Verkhusha V.V., Shavlovsky M.M., and Turoverov K.K. 2002 b. The place of in activated actin and its kinetic predecessor in actin folding-unfolding. Biochemistry 41, 13127-13132.

17. Turoverov K.K., Kuznetsova I.M., and Uversky V.N. 2002 b. Capture of intermediates in protein unfolding-refolding reactions by fluorescence diagram method. Recent Res.

Devel. Biophys. 1, 101-119.

18. Turoverov K.K. and Kuznetsova I.M. 2003. Intrinsic fluorescence of actin. J. Fluores cence. 13, 41-57.

19. Verkhusha V.V., Shavlovsky M.M., Nevzglyadova O.V., Gaivoronsky A.A., Artemov A.V., Stepanenko Olga V., Kuznetsova I.M., and Turoverov K.K. 2003 a. Expression of recombinant fusion protein GFP-actin in the methylotrophic yeast Pichia Pastoris.

FEMS Yeast Res. 3, 105-111.

20. Verkhusha V.V., Kuznetsova I.M., Stepanenko OlesiaV., Zaraisky A.G., Shavlovsky M.M., Turoverov K.K., and Uversky V.N. 2003 b. High stability of Discosoma DsRed as compared to Aequorea EGFP. Biochemistry 42, 7879-7884.

21. Mazhul' V.M., Zaitseva E.M., Shavlovsky M.M., Stepanenko Olesia V., Kuznetsova I.M., and Turoverov K.K. 2003. Monitoring of Actin Unfolding by Room Temperature Tryptophan Phosphorescence. Biochemistry. 42, 13551-13557.

22. Stepanenko Olga V., Kuznetsova I.M., Turoverov K.K., Chunjuan H. and Wang C.-C.

2004 a. Conformational change of dimeric DsbC molecule induced by GdnHCl - A study by intrinsic fluorescence. Biochemistry 43, 5296-5303.

23. Kuznetsova I.M., Turoverov K.K., Uversky V.N. 2004. Use of phase diagram method to analyze the protein unfolding-refolding reactions: fishing out the “invisible” interme diates. J. Proteome Res. 3, 485-494.

24. Giordano A., Raia C.A., Kuznetsova I.M., Stepanenko Olga V., Turoverov K.K. 2004.

Highly absorbing in UV region complex in selenomethionine-substituted Alcohol Dehy drogenase from Sulfolobus solfataricus. J. Proteome Res. 3, 613-620.

25. Stepanenko Olesia V., Verkhusha V.V., Kazakov V. I., Shavlovsky M. M., Kuznetsova I.M., Uversky V.N., Turoverov K.K. 2004 b. Understanding the Effect of Quaternary Structure on Conformational Stability of Fluorescent Proteins: Comparative Studies on EGFP, zFP506, mRFP1, "dimer2", and DsRed1. Biochemistry. 43, 14913-14923.

26. D'Auria S., Staiano M., Kuznetsova I.M., Turoverov K.K. 2005. How the combined use of fluorescence spectroscopy and X-ray crystallography contributes to elucidate structure and dynamics of proteins. Reviews in Fluorescence. 25-61.

27. Staiano M., Scognamiglio V., Rossi M., D'Auria S., Stepanenko Olga V., Kuznetsova I.M., Turoverov K.K. 2005. Unfolding-refolding of glutamine-binding protein from Es cherichia coli and its stabilization by glutamine. Biochemistry 44, 5625-5633.

28. Kuznetsova I.M., Stepanenko Olga V., Turoverov K.K., Scognamiglio V., Staiano M., Rossi M., and D'Auria S. 2005. Fluorescence properties of glutamine-binding protein from Escherichia coli and its complex with glutamine. J. Proteome Res. 4, 417-423.

СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Frankel S., Condeelis J., Leinwand L. 1990. J. Biol. Chem. 265, 17980-17987.

2. Wetzel R. 1994. Trends Biotechnol. 12, 193-198.

3. Speed M. A., Wang D. I., King J. 1996. Nat. Biotechnol. 14, 1283-1287.

4. Fink A.L. 1998. Fold Des. 3, 9-23.

5. Kelly J. W. 1997. Structure 5, 595-600.

6. Kelly J. W. 2000. Nature Struct. Biol. 7, 824-826.

7. Uversky V. N., Talapatra A., Gillespie J. R., Fink, A. L. 1999. Med. Sci. Monitor. 5, 1001-1012, 1238-1254.

8. Carrell, R. W., Gooptu, B. 1998. Curr. Opin. Struct. Biol. 8, 799-809.

9. Dobson C.M. 2003. Nature 18, 884-890.

10. Dobson C.M. 2004. Methods 34, 4-14.

11. Harper J. D., Lansbury P. T. Jr. 1997. Ann. Rev. Biochem. 66, 385-407.

12. Гусев Н.Б. 2004. СОЖ, 8, 15-23.

13. LeVine H. 3rd. 1999. Methods Enzymol. 309,274-84.

14. Goers J., Permyakov S.E., Permyakov E.A., Uversky V.N., Fink A.L. 2002. Biochemistry 41, 12546-12551.

15. Ban T., Hamada D., Hasegawa K., Naiki H., Goto Y. 2003. J Biol Chem. 278, 16462-16465.

16. Капланас Р.И, Буколова Т.Г., Бурштейн Э.А. 1975. Мол. биол., 9, 795-804.

17. Бурштейн Э. А. 1976. Люминесценция белковых хромофоров. Сер. Биофиз, Т.7, ВИНИ ТИ, Москва 18. Altschuler G. M., Klug D.R., Willison K.R. 2005. J Mol. Biol. 353, 385-96.

19. Das P., Wilson C. J., Fossati G., Wittung-Stafshede P., Matthews K.S., and Clementi C. 2005.

PNAS 102 (41), 14569–14574.

20. Bernstein F.C., et al. 1977. J. Mol. Biol. 112, 535-542.

21. Hsiao C.-D., Sun Y-J., Rose J., Wang B.-C. 1996. J. Mol. Biol. 262, 225–242.

22. Sun Y.J., Rose J., Wang B.C., Hsiao C.D. 1998. J. Mol. Biol. 278, 219–229.

23. Humphrey W., Dalke A., Schulten K. 1996. J.Molec. Graphics. 14, 33-38.

24. Merritt E.A., Bacon D.J. 1977. Methods Enzymol. 277, 505-524.

25. D'Auria S., et al., 2005. Proteins: Structure, Function, and Bioinformatics. 58, 80-87.

26. Levitsky D.I., Kremneva E., Nikolaeva O., Maytum R., Geeves M.A. 2005. Biophys.J., 88, p.657.

27. Пермяков Е.А. 1993. Кальций-связывающие белки. Наука, Москва, 190стр.

28. Rao J.K., Bujacz G., Wlodawer A. 1998. FEBS Lett., 439, 133-137.

29. Fan Y.-X., Zhou J.-M., Kihara H., Tsou C.-L.1998. Protein Sci. 7, 2631-2641.

30. Saito R., Sato T., Ikai A., Tanaka N. 2004. Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. 60, 792-795.

31. Родионова Н.А., Семисотнов Г.В., Кутышенко В.П., Уверский В.Н., Болотина И.А.

1989.Мол. биол. 23, 683-692.

32. McCarthy A.A., Haebel P.W., Torronen A., Rybin V., Baker E.N., Metcalf P. 2000. Nat.

Struct. Biol.7,196-199.

33. Kabsch W., Mannherz H. G., Suck D., Pai E. F., Holmes H. C. 1990. Nature 347, 37-44.

34. Lewis et al., 1963;

Lehrer S. L., Kerwar G. 1972. Biochemistry. 11, 1211-1217.

35. Bertazzon A., Tian G. H., Lamblin A., Tsong T. Y. 1990. Biochemistry 29, 291-298.

36. Schuler H., Lindberg U., Schutt C. E., Karlsson R. 2000. Eur. J. Biochem. 267, 476-486.

37. Turoverov K. K., Biktashev A. G., Khaitlina S. Yu., Kuznetsova I. M. 1999a. Biochemistry. 38, 6261-6269.

38. Turoverov K. K., Kuznetsova I. M., Khaitlina S. Yu., and Uversky V.N. 1999b. Protein and Peptide Letters. 6, 73-78.

39. Kuznetsova I. M., Khaitlina S. Yu., Konditerov S. N., Surin A. M., Turoverov K. K. 1988. Bio phys. Chem. 32, 73-78.

40.Kuznetsova I. M., Biktashev A.G., Khaitlina S.Yu., Vassilenko K.S., Turoverov K.K., Uversky V. N. 1999a. Biophys. J. 77, 2788-2800.

41. Kuznetsova I. M., Turoverov K. K., Uversky V. N. 1999b. Protein Peptide Lett. 6, 173-178.

42. Kuznetsova I. M., Yakusheva T. A., Turoverov K. K. 1999c. FEBS Lett. 452, 205-210.

43. Tsien R. Y. 1998. Annu. Rev. Biochem. 67, 509-544.

44. Permyakov E.A., Yarmolenko V.V., Emelyanenko V.I., Burstein E. A., Closset J., Gerday C.

1980. Eur. J. Biochem. 109: 307-315.

45. Мажуль В.М., Конев С.В., Ермолаев Ю.С., и др.1983. Биофизика. 28, 980 –983.

46. Vanderkooi J.M. 1992. In: Topics in fluorescence spectroscopy. New York: Plenum Press, 3, 113-136.

47. Axelsen P.H., Bajzer Z., Prendergast F.G., Cottam P.F., Ho C. 1991. Biophys.J. 60, 650-659.

48. Monera O.D., Kay C.M., Hodges R.S. 1994. Protein Sci. 3, 1984-1991.

49. Bhuyan A.K., 2002. Biochemistry, 41, 13386-13394.

50. Dumoulin M. and Dobson C.M. 2004. Biochimie. 86, 589-600.

51. Kumita J. R., Weston C. J., Choo-Smith L. P., Woolley G. A., O. S. Smart. 2003. Biochemistry.

42, 4492-4498.

52. Zhu L., Zhang X. J., Wang L. Y., Zhou J. M., Perrett S. 2003. J Mol Biol. 328, 235-254.

53. Loutfy R.O., Arnolds B. A. 1982. J. Phys. Chem. 86: 4205-4211.



Pages:     | 1 ||
 




 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.