Вращение мембранных белков

Биология » Динамическое поведение мембран » Вращение мембранных белков

Коэффициент вращательной диффузии мембранного белка, находящегося в плоскости бислоя, D,, можно найти, представив белковую молекулу в виде цилиндра, который вращается вокрут одной оси (рис. 2). Пусть мембрана имеет вязкость г\ и толщину h, a радиус цилиндра равен а.

Часто наряду с <£к применяется время вращательной релаксации 0, = l/[£)j]. Для белковой молекулы радиусом 25 А, находящейся в мембране толщиной 40 А и вязкостью 5 пуаз, величина ф, по оценкам составляет около 35 мкс. С количественной точки зрения это уравнение, описывающее вращение белка в бислое, не вполне строго, но зависимость времени вращательной релаксации от эффективного радиуса вращающейся белковой молекулы сомнений не вызывает. Это оказалось весьма полезным для исследования процессов агрегации белков внутри мембраны. Методы, применяемые для изучения вращения белков в бислое, должны быть способны регистрировать времена вращения от 10 ~5 до 10 ~3 с. Обычный метод измерения деполяризации флуоресценции в этом случае непригоден, поскольку время жизни молекул в возбужденном состоянии составляет около 10 ~8 с, и в таком временном масштабе молекулы белков представляются неподвижными. Успешно использовались три метода.

1. К исследуемому белку присоединяют зонд, время жизни которого в возбужденном триплетном состоянии достаточно велико . Если метка жестко связана с белком, то для регистрации вращения белка можно использовать измерение анизотропии фосфоресценции. Для таких измерений оказались пригодными производные эозина (табл.1), поскольку время жизни эозина в триплетном состоянии составляет примерно 2 мс.

2. Известны случаи, когда сами молекулы белка содержат группы, переходящие при флеш-фотолизе в долгоживущее возбужденное состояние, параметры которого можно оценить с помощью дихроизма поглощения. В качестве примера можно привести родопсин и бактериородопсин, где используются возбужденное состояние связанного ретиналя и возбужденные состояния, наблюдающиеся при фотолизе комплексов цитохром—СО с использованием цитохром с-оксидазы и цитохрома Р450. Измерения можно проводить in situ (например, в митохондриальной мембране) или с очищенным белком, встроенным в фосфолипидные везикулы.

3. С помощью обычной ЭПР-спектроскопии не удается регистрировать вращения, характерная частота которых равна частоте вращения мембранных белков. Однако разработан специальный метод — ЭПР с переносом насыщения, диапазон чувствительности которого очень широк — от 10 ~7 до 10 "J с. Этот метод применялся при изучении вращения нескольких мембранных белков с ковалентно пришитыми к ним спиновыми метками. Недостаток метода состоит в том, что в случае анизотропного молекулярного движения спектры с трудом поддаются интерпретации.


Другое по теме:

Черная казарка (Branta bernicla)
Л.М. Баранчеев (1947) отмечает черную казарку для окрестностей г. Благовещенска. Он пишет: «В наших условиях эта птица редко пролетная», временами добывается в Свободненском, Завитинском, Благовещенском и Кумарском (ныне Шимановский р-н) ...

Биологическое обоснование выбора объектов разведения
Исходя из того что предприятие будет располагаться в IV зоне рыбоводства в качестве основного объекта разведения – украинский чешуйчатыйкарп, в качестве поликультуры пестрый – толстолобик и белый амур, в качестве дополнительной рыбы – щук ...

Принципы взаимодействия организма и среды обитания
Живой организм - открытая, термодинамически неравновесная система, связанная с окружающей средой обменом веществ и энергии. Среда - природные тела и явления, с которыми организм находится в прямых или косвенных взаимоотношениях. Условия с ...