БИОХИМИЯ, 2013, том 78, вып. 10, с. 1391–1404
УДК 577.322.9
Молекулярные механизмы апоптоза. Структура комплекса цитохрома c с кардиолипином
Обзор
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: апоптоз, цитохром с, кардиолипин, пероксидазная активность.
Аннотация
Одна из функций цитохрома c в живых клетках – это запуск апоптоза путем катализа перекисного окисления липидов во внутренней митохондриальной мембране, который осуществляется цитохромом c, связанным с кислыми липидами, прежде всего, с кардиолипином. В настоящей работе дан критический анализ результатов изучения строения комплекса цитохрома c с кардиолипином, которое проводили различные авторы преимущественно на однослойных фосфолипидных липосомах, содержащих кардиолипин. Основной вывод, который был сделан на основании этих работ, заключается в том, что комплекс цитохрома c с кардиолипином образуется в результате прикрепления молекулы цитохрома c к поверхности мембраны за счет электростатического взаимодействия, а последующее внедрение одной или двух из жирнокислотных цепей кардиолипина в белковую глобулу, обусловленное гидрофобными взаимодействиями, приводит к разрыву координационной связи >Fe···S(Met80) и появлению пероксидазной активности у цитохрома c. Однако согласно данным, полученным в нашей лаборатории, цитохром c образует с кардиолипином сферические наночастицы, в которых белок окружен монослоем молекул кардиолипина. Под действием кооперативных сил, белок в глобуле сильно увеличивается в объеме, его конформация нарушается и он приобретает свойства пероксидазы. В протяженных мембранах, таких как гигантские однослойные липосомы, а также, вероятно, в биологических мембранах образование наносфер комплекса цитохрома c с кардиолипином приводит к слиянию участков мембран и драматической хаотизации всей мембранной структуры. Последующие нарушения целостности наружной мембраны митохондрий сопровождаются выходом из митохондрий цитохрома c и запуском каскада реакций программируемой смерти клетки.