Ионы цинка как ингибитор цитохром c оксидазы: две точки действия на фермент

Аннотация

Показано, что ионы Zn²⁺ являются эффективным ингибитором цитохром c оксидазы митохондрий, как солюбилизированной в детергентном растворе, так и встроенной в мембрану липосом. Действие цинка характеризуется двухфазностью. Во-первых, происходит быстрое взаимодействие цинка с ферментом в участке, экспонированном в водную фазу, соответствующую матриксу митохондрий. Это взаимодействие полностью обращается ЭДТА и приводит к частичному подавлению активности фермента (в зависимости от препарата на 50–90%) с эффективной K_i около 10 мкМ. Быстрое действие цинка, наблюдаемое на солюбилизированном ферменте, исчезает при встраивании цитохромоксидазы в липосомы, но вновь возникает при добавлении к липосомам аламетицина, делающего мембрану проницаемой для низкомолекулярных соединений. Возможно, цинк блокирует вход в протонный канал D, открывающийся во внутреннюю водную фазу. Во-вторых, цинк медленно (десятки минут, часы) взаимодействует с участком цитохромоксидазы, доступным с внешней стороны мембраны, вызывая полное ингибирование активности. Медленная фаза действия характеризуется высоким сродством ингибитора к ферменту: так, можно добиться полного ингибирования активности выделенной цитохромоксидазы при ее инкубации с 2 мкМ цинка в течение суток. Скорость развития ингибирующего действия цинка в медленной фазе пропорциональна концентрации Zn²⁺. Медленное взаимодействие цинка с наружной поверхностью цитохромоксидазы, встроенной в липосомы, происходит лишь на работающем препарате или в присутствии слабых восстановителей, тогда как инкубация с цинком полностью окисленного фермента ингибирования не вызывает. Показано, что ионы цинка, добавленные извне к цитохромоксидазным протеолипосомам, избирательно тормозят медленную электрогенную фазу переноса протона, сопряженную с переходом цитохромоксидазы из оксоферрильного состояния в окисленное (стадия F → O в каталитическом цикле, соответствующая переносу 4-го электрона).

Текст статьи

Пожалуйста, введите код, чтобы получить PDF файл с полным текстом статьи: