Аннотация:Гликирование – неферментативная реакция между восстанавливающими углеводами и белками, усиливающаяся при повышении концентрации глюкозы в крови больных диабетом. При гликировании модифицируются аминогруппы боковых цепей аргинина и лизина, N-концевая аминогруппа белка, а так же тиоловые группы цистеина. Поскольку эти остатки играют ключевую роль в электростатическом взаимодействии с другими белками, нуклеиновыми кислотами и другими природными заряженными молекулами, мы исследовали влияние гликирования на взаимодействие белка с модельными полиэлектролитами разных типов.
В качестве модельного белка был взят неструктурированный белок β-казеин, модификацию проводили в присутствии метилглиоксаля. Было изучено взаимодействие нативного и гликированного казеина с 6 различными полиэлектролитами – поликатионом поли-N-этил-4-винилпиридинием и полианионами гепарином, полицитозином, поли(стирол)сульфонатом (ПСС), полиметакриловой и полиакриловой кислотами.
Был измерен размер нативного и модифицированного казеина, а так же комплексов с полиэлектролитами при разных температурах методом динамического лазерного светорассеяния. Казеин в зависимости от температуры находится в мономерной или мицелярной форме. Мономер нативного казеина способен связаться только с гепарином и ПСС, мицеллы казеина связываются только с гепарином. Гликированный казеин образует крупные агрегаты, но связывание белка с некоторыми полиэлектролитами приводит к комплексам, соизмеримым по размеру с мономером белка. С помощью изотермической титрационной калориметрии было показано, что нативный белок связывается с полиэлектролитами значительно активнее, чем гликированный, причем мицеллярная форма казеина взаимодействует сильнее мономерной. Согласно данным кругового дихроизма взаимодействие с полиэлектролитами не влияет на вторичную структуру казеина. Кроме того, было изучено влияние модельных полиэлектролитов на взаимодействие казеина с другими белками. Известно, что гликированный казеин вызывает агрегацию денатурированной ГАФД, а немодифицированный агрегацию не вызывает. При добавлении полиэлектролитов к ГАФД вызванная гликированным казеином агрегация практически полностью подавлялась. Было исследовано влияние полимеров на протеолиз нативной и гликированной форм казеина. Оказалось, что добавление полиэлектролитов защищает белок от протеолиза.
Полученные результаты вносят вклад в понимание механизмов взаимодействия гликированных белков с различными полиэлектролитами, в частности, нуклеиновыми кислотами.