Роль электростатических взаимодействий и начального положения молекулы цитохрома С в модели броуновской динамики образования предварительного комплекса с III дыхательным комплексом в кристе митохондриитезисы доклада
Аннотация:Молекулы белка цитохрома С (цитС) переносят электроны между III и IV дыхательными комплексами в межмембранном пространстве и в кристах митохондрий. III и IV дыхательные комплексы могут образовывать суперкомплексы – респирасомы. Предполагается, что образование респирасом ускоряет транспорт электрона цитС.В данной работе исследовалось влияние электростатических взаимодействий и начального положения молекул цитС на кинетическую кривую связывания с III дыхательным комплексом. Использовалась модель, построенная в программе броуновской динамики ProKSim. Моделировались диффузия цитС (pdb ID 3O1Y) в участке кристы 120х300х300Å и связывание цитС с неподвижным димером III дыхательного комплекса (III2, 1BGY). Мембраны учитывались как геометрические ограничения. Значения параметров модели были равны значениям, оцененным ранее. Кинетическая кривая связывания белков для каждого начального положения состояла из 5000 точек. Из кривых определяли время полупревращения образования предварительного комплекса белков t1/2.Исследовалось 7 начальных положений цит С, у которых расстояние от атома Fe до Fe гема активного III мономера было 56 Å, отстоящих на 5 Å от поверхности мембраны. Для 3 начальных положений цит С при Fe-Fe=56Å, лежащих ближе к IV комплексу в респирасоме 5GPN, получено t1/2 2.4-6.4·10-7 с. При диффузии цитС из этих положений без учета электростатических взаимодействий t1/2 7.15-7.45·10-6 с. Для остальных 4 положений t1/2 1-1.5·10-6 с. При диффузии цит С из 4 начальных положений, удаленных более, чем на 60Å от III2, получено t1/2 1.3-2.2·10-6 с. Таким образом, в исследуемом реакционном объеме молекула цит С быстро переходит в область притяжения III2, где под действием электростатических сил из участков вблизи IV происходит направленная диффузия, что обеспечивает быстрый транспорт электрона в респирасоме.