БИОХИМИЯ, 2013, том 78, вып. 3, с. 357–363
УДК 577.3
Влияние искусственных и природных фосфолипидных мембран на скорость автоокисления оксимиоглобина кашалота
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: миоглобин, автоокисление, фосфолипидные мембраны, митохондрии.
Аннотация
Мы впервые показали, что дезоксигенация оксимиоглобина (MbO2) в клетке происходит только при взаимодействии миоглобина с митохондриальной мембраной, которое должно сопровождаться изменением конформации гемовой полости белка и его сродства к лиганду. В аэробных условиях изменение этого сродства, т.е. равновесной скорости диссоциации O2 (Kdis), можно детектировать по изменению скорости автоокисления MbO2, т.е. самопроизвольного превращения его в метмиоглобин (kox), так как экспериментально показана прямая корреляция между Kdis и kox. В данной работе изучено влияние на скорость автоокисления MbO2 кашалота липосом из нейтрального фосфатидилхолина соевых бобов (лецитина) и отрицательно заряженного фосфолипида – 1-пальмитоил-2-олеилфосфатидилглицерина (POPG) при соотношениях фосфолипид/MbO2 от 25 : 1 до 100 : 1, а также митохондрий из печени крысы в концентрации 1 и 2 мг/мл митохондриального белка (при 22 и 37°). Показано, что во всех случаях скорость автоокисления MbO2 увеличивается, что связано со взаимодействием белка с мембранами. Эффект отрицательно заряженных липосом на kox существенно больше, чем липосом из нейтрального лецитина. Так, при соотношении POPG/MbO2, равном 25 : 1, скорость автоокисления MbO2 увеличивается почти в 25 раз, а в присутствии 50-кратного молярного избытка лецитина – только в ~10 раз (10 мМ буфер, рН 7,2; 22°). При одинаковом же соотношении фосфолипид/белок, равном 100 : 1, kox в 7 раз выше для липосом из POPG, чем из лецитина. В присутствии митохондрий, ингибированных антимицином А, имеет место пропорциональное их концентрации увеличение kox по сравнению с контролем (в ~10 раз на 1 мг/мл белка митохондрий), при этом добавление в среду инкубации супероксиддисмутазы (SOD) практически не изменяет скорости автоокисления MbO2. При высокой ионной силе kox существенно уменьшается, что указывает на важную роль кулоновской электростатики в миоглобин-митохондриальном взаимодействии. Таким образом, увеличение скорости автоокисления MbO2 при взаимодействии с фосфолипидными мембранами свидетельствует об уменьшении сродства миоглобина к O2, что облегчает его отщепление при физиологических концентрациях O2 в клетке.