|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Применение метода поляризационной микрофлуориметрии для изучения молекулярных механизмов мышечного сокращения. Тезисы 1-й российской конференции «Физика – наукам о жизнитезисы доклада
- Авторы: Карпичева О.Е., Рысев Н.А., Рэдвуд Ч.С., Боровиков Ю.С.
- Сборник: Тезисы докладов Первой российской конференции «Физика – наукам о жизни», Санкт-Петербург, Россия
- Тезисы
- Год издания: 2016
- Место издания: СПб.: ФТИ им. А.Ф. Иоффе
- Первая страница: 97
- Последняя страница: 97
- Аннотация: Известно, что метод поляризационной микрофлуориметрии является высокочувствительным методом для изучения конформационных перестроек белков. В частности, он дает возможность исследовать структурные изменения белков сократительной системы в мышечном волокне, существенные для генерации силы. Анизотропное расположение флуорофоров в саркомере приводит к появлению поляризованной флуоресценции, анализ которой позволяет определить ориентацию и подвижность флуоресцентного зонда в среднестатистической молекуле белка. Для этого c помощью поляризационного микрофотометра регистрируются интенсивности поляризованной флуоресценции в нескольких точках мышечного волокна. Полученный массив данных анализируется с использованием модель-зависимого метода. Согласно модели, элементарные акты поглощения и излучения света осуществляются линейными диполями поглощения и излучения, жестко связанными с флуорофором. Диполи упорядоченных флуорофоров располагаются вдоль образующей поверхности конуса, ось которого совпадает с осью волокна. В системе координат, полученной Эйлеровским вращением, диполи поглощения и излучения образуют при вершине конусов полярные углы ФА и ФЕ, соответственно. Изменения этих углов отражают изменения в ориентации участка полипептидной цепи, содержащей флуорофор. Предложенный подход позволил показать, что в цикле гидролиза АТФ существует несколько структурных состояний ансамбля мышечных белков, находящихся в динамическом равновесии. Эти состояния отличаются друг от друга конформацией головок миозина и мономеров актина, характеризующейся различной пространственной организацией и подвижностью SH1 спирали миозина и субдомена 1 актина. Каждому промежуточному состоянию актомиозина соответствует определенная позиция тяжей тропомиозина на поверхности актиновой нити. Обнаружено, что точечные мутации в тропомиозине, ассоциированные с такими врожденными миопатиями, как немалиновая миопатия, дистальный артрогрипоз, дилатационная и гипертрофическая кардиомиопатии и другие заболевания, способны изменить равновесие сократительной системы. Мутации, приводящие к смещению тропомиозина к открытой позиции на актиновой нити вызывают увеличение популяции головок миозина в сильной форме связывания с актиновыми нитями (мутации Arg91Gly, Gln147Pro в бета-тропомиозине, Asp175Asn, Glu180Gly в альфа-тропомиозине). Мутации, стабилизирующие тропомиозин в закрытой позиции на актиновой нити индуцируют уменьшение популяции сильносвязанных с актином головок миозина (мутации Glu41Lys, Glu117Lys в бета-тропомиозине, Glu40Lys, Glu54Lys в альфа-тропомиозине). При этом может наблюдаться как включение дополнительного числа актиновых мономеров в актиновой нити, так и их выключение. Такие нарушения согласованной работы сократительной системы могут являться первопричиной развития мышечной слабости при миопатиях. Работа поддержана грантами РФФИ (14-04-00454, 16-34-00865).
- Добавил в систему: Карпичева Ольга Евгеньевна