Миоглобин: кислородное «депо» или переносчик кислорода к митохондриям? Новый механизм дезоксигенации миоглобина в клетке

Аннотация

В обзоре кратко излагаются результаты разных этапов изучения (в основном, собственные, а также других авторов) нового механизма дезоксигенации миоглобина в клетке, согласно которому миоглобин является переносчиком кислорода, сродство которого к лиганду O₂, как и у других белков-переносчиков, регулируется взаимодействием с мишенью, в данном случае митохондриями (МХ). Впервые было обнаружено, что, вопреки давно сформированным и вошедшим в учебники представлениям, для дезоксигенации оксимиоглобина (MbO₂) необходимо не только снижение p_o2 в клетке (этого недостаточно), но и активное взаимодействие MbO₂ с дышащими МХ. Проведенное изучение механизма миоглобин-митохондриального взаимодействия с привлечением различных физико-химических методов, природных митохондриальных и искусственных бислойных фосфолипидных мембран показало, что 1) для разных состояний МХ (нативные сопряженные, свежезамороженные и разобщенные FCCP митохондрии) скорость дезоксигенации MbO₂ полностью совпадает со скоростью потребления митохондриями O₂ из раствора, то есть определяется интенсивностью их дыхания; 2) на внешней мембране МХ отсутствуют специфичные к миоглобину участки белков или фосфолипидов, а последний неспецифически связывается с мебранными фосфолипидами; 3) потребление митохондриями кислорода из раствора и O₂, связанного с миоглобином, представляет собой разные процессы, так как на их скорости по-разному влияют белки, такие как лизоцим, конкурирующие с MbO₂ за связывание с мембраной; 4) важный вклад в миоглобин-мембранное взаимодействие вносит кулоновская электростатика, и зависимость от ионной силы обусловлена электростатическими взаимодействиями локального характера, в которых наиболее вероятно с анионными группами фосфолипидов (головки фосфолипидов) взаимодействуют инвариантные остатки Lys и Arg в окружении гемовой полости; 5) в результате взаимодействия миоглобина с фосфолипидной мембраной имеет место изменение конформации белка, в первую очередь, конформации гемовой полости без заметного изменения его третичной структуры и, наконец, 6) миоглобин-мембранное взаимодействие приводит к уменьшению сродства миоглобина к лиганду O₂, что в аэробных условиях детектируется по увеличению скорости автоокисления MbO₂, а в анаэробных — по смещению равновесия MbO₂/Mb(2) в сторону безлигандного белка. Уменьшение сродства миоглобина к лиганду должно облегчать отщепление O₂ от MbO₂ при физиологических значениях p_O2 в клетке.

Текст статьи

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