ГЕНЕРАЦИЯ МЕМБРАННОГО ПОТЕНЦИАЛА ЦИТОХРОМОМ bd. Обзор

Аннотация:

В 1974 г. в НИИ физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского МГУ Л.А. Драчёв и соавторы разработали электрометрический метод прямого измерения электрической активности сопрягающих мембран, дающий уникальную возможность отслеживать внутрибелковое перемещение электрических зарядов в пределах одного молекулярного оборота фермента. С помощью этого метода удалось наблюдать в реальном времени генерацию трансмембранной разности электрических потенциалов бактериородопсином, реакционными центрами и цитохромом bс1 фотосинтезирующих бактерий, а также терминальной цитохром с-оксидазой и неканоническими ретиналь-содержащими бактериальными белками. Для изучения электрогенного механизма цитохром с-оксидаз применяются два разных подхода. В первом подходе используется фотохимическая инъекция одного электрона во встроенный в липосому фермент. При этом в качестве непосредственного фотоактивируемого восстановителя выступает трис(2,2’-бипиридил)рутений(П) хлорид (RuBpy), образующий за счёт электростатических взаимодействий комплекс с сайтом связывания цитохрома с в оксидазе вблизи входного редокс-центра СuА. В результате фотовозбуждения RuBpy импульсным лазером электрон с RuBpy переносится на СuA. Окисленный RuBpy ревосстанавливается анилином. Этот подход позволяет регистрировать с разрешением во времени электрогенный перенос зарядов в ходе отдельных одноэлектронных переходов в каталитическом цикле цитохром с-оксидазы. Во втором подходе для инициирования ферментативной реакции в режиме одного оборота используется лазерный импульсный фотолиз комплекса монооксида углерода (СО) с кислородсвязывающим высокоспиновым гемом а3. Образование комплекса СО с частично или полностью восстановленным ферментом происходит в анаэробных условиях. Затем в анаэробную ячейку с оксидазой, связавшей СО, вносят при помощи техники быстрого смешивания растворённый в воде кислород (О2). В ходе распада комплекса СО—оксидаза, запускаемого фотолизом, О2 связывается с гемом а3 и восстанавливается электронами, присутствующими в оксидазе, что сопровождается генерацией. Таким образом, во втором подходе используется сочетание прямого электрометрического метода и метода «флоу-флэш». У терминальных хинолоксидаз, в том числе цитохрома bd, которому и посвящён этот обзор, сайт связывания цитохрома с отсутствует. По этой причине для отслеживания перемещения электрических зарядов внутри их белковой молекулы первый подход неприменим.

Авторы:

Издание: Биохимия
Год издания: 2023
Объем: 11с.
Дополнительная информация: 2023.-N 10.-С.1818-1828. Библ. 86 назв.
Просмотров: 16