БИОХИМИЯ, 2010, том 75, вып. 2, с. 286–296
УДК 577.31
Термодинамическая оценка активации протеинкиназы А Iα
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: активация протеинкиназы А Iα, 3':5'-AMP (циклический аденозин-3',5'-монофосфат), ATP, стандартное изменение свободной энергии (ΔG°), стэкинг-взаимодействие.
Аннотация
Проведена термодинамическая оценка активации протеинкиназы А (ПКА) Iα и рассмотрена возможная роль ATP как дополнительного природного регулятора активности данного фермента, а именно ингибитора. Работа выполнена с использованием программы докинга QUANTUM 3.3.0 и пакета квантово-химических программ Gaussian 03W (расчет стэкинг-взаимодействий с учетом эффекта электронной корреляции MP2/6-31G(d) SCRF = IPCM (ε = 4,0)). Показано, что активация ПКА Iα, индуцированная 3′:5′-AMP и его аналогами, обусловлена двумя процессами: переходом регуляторной субъединицы протеинкиназы в термодинамически выгодную структурную конформацию, реализующуюся только в присутствии 3′:5′-AMP (ΔG°R = –23,9 ± 8,2 кДж/моль); и повышением сродства 3′:5′-AMP к связывающим сайтам ПКА Iα после сопровождающего активацию протеинкиназы изменения конформации регуляторной субъединицы (ΔG°3′:5′-AMP = –28,1 ± 9,7 кДж/моль). Продемонстрирована возможность ATP выступать в качестве конкурентного ингибитора ПКА Iα, препятствующего диссоциации комплекса регуляторной и каталитической субъединиц фермента. Получены значения истинных констант связывания 3′:5′-AMP с неактивной формой ПКА Iα: 60 и 57 μM для А- и В-доменов регуляторной субъединицы соответственно. В отличие от опубликованных значений одноименных констант, экспериментально измеренных в равновесных условиях и равных 15 нМ ÷2,9 μM, истинные константы характеризуют непосредственно связывание 3′:5′-AMP с ферментом. Поэтому их значения соизмеримы с изменениями концентрации 3′:5′-AMP в клетке (2 ÷55 μM) и объясняют факт активации протеинкиназы в ответ на адекватные воздействия.