Регулирующая роль флуктуационной структурной динамики протеина около средней конформации

Регуляция активности протеинов может осуществляться путем стабилизации их специфических конформаций, но также и путем изменений в их структурной динамике [Kalodimos, 2011, 2012, 2013].

Установлено, что структурно неактивный протеин способен активироваться путем соответствующих изменений в его внутренних движениях в отсутствие изменений средней структуры протеина [Tzeng and Kalodimos, 2011].

Сродство протеин — лиганд может модулироваться внутренней структурной динамикой протеина даже при отсутствии изменений связывающей поверхности [Tzeng and Kalodimos, 2012].

В [Tzeng and Kalodimos, 2009] рассмотрен мутант катаболит- активаторного протеина CAP-S62F. Транскрипционный активатор САР, связываясь с циклическим АМФ, переходит в состояние, в котором сильно связывает ДНК. CAP-S62F существует преимущественно в неактивном состоянии, возбужденное активное состояние заселено примерно на 2 %, переходы между этими состояниями имеют место на мкс-мс-временном масштабе. Возбужденное состояние ДНК- связывающего домена очень похоже на активное состояние. Несмотря на слабую заселенность активного состояния, CAP-S62F связывается с ДНК столь же сильно, как и САР. Измерения амплитуды внутренних движений на пс-нс-временном масштабе показало, что САР- связывающий домен характеризуется повышенной гибкостью, т.е. повышенным уровнем внутренних движений. Таким образом, даже если протеины существуют в неактивном конформационном состоянии, они могут быть активированы изменениями во внутренних движениях [Там же].

Сигнал может регулировать активность протеина структурными изменениями: в форме протеина и связывающих взаимодействий. Но кроме изменений в средней конформации изменения в динамических флуктуациях около средней конформации могут осуществлять передачу сигнала. Сигнал может распространяться по протеину с минимальными или полностью отсутствующими структурными (конфор- мационными) изменениями. Таким образом, возможно, главную роль в регуляции активности (энзиматический катализ, связывание субстратов или кофакторов) протеинов играют изменения в его внутренних движениях: быстрой, связанной с конформационной энтропией, и медленной, связанной с возбужденными конформационными состояниями, динамике, а не изменения средней структуры его основного состояния [Kalodimos, 2011, 2012, 2013].

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >