СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЦЕНТРОВ СВЯЗЫВАНИЯ МЕТАЛЛА В ГОМОЛОГИЧНЫХ ДОМЕНАХ ФАКТОРА FVIII СВЕРТЫВАНИЯ КРОВИ И ЦЕРУЛОПЛАЗМИНА ЧЕЛОВЕКА

Аннотация:

Актуальность изучения молекулярной структуры фактора VIII (FVIII) свертывания крови человека во многом определяется тем обстоятельством, что моногенное заболевание человека, гемофилия типа А, вызывается многочисленными мутациями гена этого белка. Зрелая форма FVIII (одноцепочечный полипептид, 2332 остатка) сформирована в шестидоменную структуру: А1—А2—В—A3—CI—С2. Каждый из доменов А-типа образован двумя субдоменами, сходными по пространственной структуре как между собой, так и с доменами семейства так называемых купредок-син-подобных белков, которые присутствуют в ряду эволюционно дистантных медьпротеидов — от одно-доменных (например, бактериальные азурины и растительные пластоцианины) до шестидоменных [церулоплазмин (ЦП), гефестин]. Cu-связывающие центры в купредоксин-подобных белках высококонсервативны. Они содержат четыре «канонических остатка» — два His, один — Cys и один — Met. В некоторых медьпротеидах этого семейства на позиции остатка Met могут находиться остатки Leu, Phe или Gin. В ряде случаев это место может и пустовать. По данным рентгеноструктурного анализа (РСА), в домене А1 ион меди, находящийся в восстановленном состоянии Cu(I) , связан с тройкой остатков: His267, Cys310, His315 . О функциональной значимости Cu-центра в домене А1 свидетельствует тот факт, что ряд мутаций, приводящих к гемофилии, представляет собой точечные замещения остатков, связывающих ион Си в этом центре . Более детальную информацию о мутационных нарушениях структуры этого центра мог бы дать РСА, однако на этом пути имеются по крайней мере два существенных методических затруднения. Во-первых, крайне сложно получение измененного белка от индивидуального носителя конкретной мутации в количествах, достаточных для выращивания крупных монокристаллов, которые были бы пригодны для получения высококачественных рентгенограмм. Во-вторых, даже если использовать для получения в препаративных масштабах рекомбинантные формы белка (именно этот подход был реализован в работах ), то оказалось, что данные формы отличались по аминокислотным последовательностям. Это в свою очередь вполне вероятно могло привести к изменению структуры Си-центров. С целью преодоления этих затруднений в настоящей работе были применены квантово-химические методы стационарной и нестационарной теории функционала плотности, позволяющие детально описывать как геометрию, так и электронную структуру Си-центров в свободном состоянии (вне пептидного окружения). Теория функционала плотности (ТФП) является в настоящее время весьма востребованным методом квантовой химии, поскольку позволяет проводить расчеты на уровне ab initio (с учетом энергии корреляции) для сложных молекулярных систем, в том числе биологических. Для того чтобы получить надежную информацию об изменениях структуры вышеуказанного Си(1)-центра в домене А1 FVIII, вызванных мутациями, очевидно, что прежде всего требуется детально изучить геометрию этого центра. Такое исследование и стало целью настоящей работы. Для достижения этой цели нами были привлечены данные РСА Си(1)-центра, который расположен в домене 2 ЦП и который, как доказано, характеризуется высокой степенью гомологии с Си(1)-центром в домене А1 FVIII . Ранее нами было установлено, что вышеуказанный подход хорошо зарекомендовал себя применительно к изучению азурина - - однодоменного медьпротеида с гомологичным Cu-центром . Си-центр в домене А1 FVIII весьма сходен по химической природе остатков (His267, Cys310, His315 и несвязанный Met320) и по их положению в цепи с центром в домене 2 ЦП (His276, Cys319, His324 и слабосвязанный Leu329)

Авторы:

Издание: Журнал эволюционной биохимии и физиологии
Год издания: 2017
Объем: 4с.
Дополнительная информация: 2017.-N 5.-С.380-383. Библ. 7 назв.
Просмотров: 42