Biopolym. Cell. 2000; 16(5):369-379.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.00057F
Структура та функції біополімерів
Дослідження олігомерних форм білків методами світлорозсіювання: надмолекулярні структури кінази легких ланцюгів міозину гладеньких м'язів
1Філєнко О. М.
  1. НДІ фізіології ім. академіка Петра Богача
    Київського національного університету імені Тараса Шевченка
    Проспект Академіка Глушкова, 2, Київ, Україна, 03187

Abstract

Сучасні методи багатокутового світлорозсіювання в поєд­нанні зі швидкісною хроматографією білків та лазерною кореляційною спектроскопією дають досить детальну інфор­мацію щодо розподілу білкових частинок у розчині, їхнього розміру та молекулярної маси. Дані, отримані при дослід­женні кінази легких ланцюгів міозину гладеньких м'язів, свід­чать про те, що цей білок існує в розчині як рівноважна суміш олігомерних, дймерних та мономерних часток у кількісному співвідношенні 2, 53 та 45 вагових % відповідно. На виході з гель-фільтраційної колонки рівновага значно зсунута в бік олігомерних форм кінази і час переходу до рівноважного стану становить приблизно 10 хв. Димер кінази має стрижнсвидну структуру з середньоквадратичним радіусом (СКР) біля 22 нм. Для олігомеру СКР складає біля 80 нм. Його структуру можна представити у вигляді спірального кільця із 10 витків з 10 молекулами кінази на виток. Структуру олігомера добре описують також стрижневидна або спіралевидна моделі з шістьма молекулами, розміщеними вздовж лінії або витягну­ тої спіралі. Біля 17 таких шестимолекулярних елементів утворюють паралельно асоційовані агрегати. Попередні до­ слідження показали, що низка інших білків також існує в розчині як рівноважна суміш мономерів і надмолекулярних структур з тривалим часом життя.
Повний текст: (PDF, англійською)

References

[1] Schulz GE, Schirmer RH. Principles of protein structure. New-York: Springer. 1979; 316 p.
[2] Mayr GW, Heilmeyer LM Jr. Skeletal muscle myosin light chain kinase. A refined structural model. FEBS Lett. 1983;157(2):225-31.
[3] Mayr GW. Interaction of calmodulin with muscle phosphofructokinase. Changes of the aggregation state, conformation and catalytic activity of the enzyme. Eur J Biochem. 1984;143(3):513-20.
[4] Mayr GW. Interaction of calmodulin with muscle phosphofructokinase. Interplay with metabolic effectors of the enzyme under physiological conditions. Eur J Biochem. 1984;143(3):521-9.
[5] Kosk-Kosicka D, Bzdega T, Wawrzynow A, Scaillet S, Nemcek K, Johnson JD. Erythrocyte Ca2+-ATPase: activation by enzyme oligomerization versus by calmodulin. Calcium Binding Proteins in Normal and Transformed Cells. Eds R. Pochet, D. Eric, M. Lawson, C. W. Heizmann. New York: Plenum Publ. Cor., 1990: 169-74.
[6] Flapper W, van den Oetelaar PJ, Breed CP, Steenbergen J, Hoenders HJ. Detection of serum proteins by high-pressure gel-permeation chromatography with low-angle laser light scattering, compared with analytical ultracentrifugation. Clin Chem. 1986;32(2):363-7.
[7] Hayashi Y, Matsui H, Takagi T. Membrane protein molecular weight determined by low-angle laser light-scattering photometry coupled with high-performance gel chromatography. Methods Enzymol. 1989;172:514-28.
[8] Kijima Y, Takagi T, Shigekawa M, Tada M. Protein-protein interaction of detergent-solubilized Ca2(+)-ATPase during ATP hydrolysis analyzed by low-angle laser light scattering photometry coupled with high-performance gel chromatography. Biochim Biophys Acta. 1990;1041(1):1-8.
[9] Rarity JG, Owens PC, Atkinson T, Seabrook RN, Carr RJ. Light-scattering studies of protein association. Biochem Soc Trans. 1991;19(2):489-90.
[10] Wen J, Arakawa T, Philo JS. Size-exclusion chromatography with on-line light-scattering, absorbance, and refractive index detectors for studying proteins and their interactions. Anal Biochem. 1996;240(2):155-66.
[11] Kunitani M, Wolfe S, Rana S, Apicella C, Levi V, Dollinger G. Classical light scattering quantitation of protein aggregates: off-line spectroscopy versus HPLC detection. J Pharm Biomed Anal. 1997;16(4):573-86.
[12] Wyat PJ. Calcium transients and resting levels in isolated smooth muscle cells monitored with quin 1 Anal chim acta. 1993; 272(3):1-40.
[13] Sobieszek A, Barylko B. Enzymes regulating myosin phos­phorylation in vertebrate smooth muscle. Smooth Muscle Contraction. Ed. N. L. Stephens. New York: Marcel Dekker, 1984: 283-316.
[14] Sobieszek A. Regulation of smooth muscle myosin light chain kinase. Allosteric effects and co-operative activation by calmodulin. J Mol Biol. 1991;220(4):947-57.
[15] Sobieszek A, Strobl A, Ortner B, Babiychuk EB. Ca(2+)-calmodulin-dependent modification of smooth-muscle myosin light-chain kinase leading to its co-operative activation by calmodulin. Biochem J. 1993;295 ( Pt 2):405-11.
[16] Adelstein RS, Klee CB. Purification and characterization of smooth muscle myosin light chain kinase. J Biol Chem. 1981;256(14):7501-9.
[17] Braginskaya TG, Dobichin PD, lvanova MA. Analysis of polydispersity by photon correlation spectroscopy. Phys Scripta. 1983; 26(5):309-15.
[18] Nicoli DF, McKenzie DC, Wu JS. Application of dynamic light scattering to particle size analysis of macromolecules. Int Lab. 1992; 24(8):32-7.
[19] Ausio J, Malencik DA, Anderson SR. Analytical sedimentation studies of turkey gizzard myosin light chain kinase and telokin. Biophys J. 1992;61(6):1656-63.
[20] Lowey S, Goldstein L, Cohen C, Luck SM. Proteolytic degradation of myosin and the meromyosins by a water-insoluble polyanionic derivative of trypsin: properties of a helical subunit isolated from heavy meromyosin. J Mol Biol. 1967;23(3):287-304.
[21] Carlson FD, Fraser AB. Intensity fluctuation autocorrelation studies of the dynamics of muscular contraction. Photon Correlation and Light Beating spectroscopy. Eds H. Z. Cummins, E. R. Pike. New York: Plenum press, 1974: 519-32.
[22] Privalov PL. Stability of proteins. Proteins which do not present a single cooperative system. Adv Protein Chem. 1982;35:1-104.
[23] Olson NJ, Pearson RB, Needleman DS, Hurwitz MY, Kemp BE, Means AR. Regulatory and structural motifs of chicken gizzard myosin light chain kinase. Proc Natl Acad Sci U S A. 1990;87(6):2284-8.
[24] Filenko AM, Danilova VM, Sobieszek A. Smooth muscle myosin light chain kinase, supramolecular organization, modulation of activity, and related conformational changes. Biophys J. 1997;73(3):1593-606.
[25] Sobieszek A. Vertebrate smooth muscle myosin: enzymatic and structural properties. The Biochemistry of Smooth Muscle. Ed. N. L. Stephens. Baltimore: Univ. Park press, 1977: 413-443.
[26] Sobieszek A. Cross-bridges on self-assembled smooth muscle myosin filaments. J Mol Biol. 1972;70(3):741-4.