Conference publications

Abstracts

XVI conference

Interpretation and modelling of circular dichroizm spectra of cytochrome c oxidase

Dyuba A.V., Krasil`nikov P.V., Sharonov Yu.A.

Moscow State University, Biological Faculty, Department of Biophysics, Vorob`evy gory, Mocsow, Russia

Спектроскопия кругового дихроизма (КД) является удобным и чувствительным экспериментальным методом изучения структуры и механизма работы гемсодержащих ферментов. В состав таких ферментов входят компоненты (гем или система из нескольких гемов), обладающие неодинаковым поглощением правополяризованного и левополяризованного света в области Соре (380-480 нм). Это свойство обусловлено отсутствием у этих компонентов центра инверсии и плоскости симметрии.

В настоящей работе предлагается модель, позволяющая на основе спектров кругового дихроизма выделить структурные особенности гемов и их взаимного расположения. Нами рассмотрены спектры КД цитохром с оксидазы — одного из ключевых ферментов аэробного дыхания, содержащего два гема — высокоспиновый a3 и низкоспиновый a. Интерпретация спектров включает в себя:

1. Одновременное разложение на компоненты спектров КД и поглощения фермента. При этом в этих спектрах совпадают число полос, а также положение и полуширина каждой полосы. Различными остаются амплитуды полос.

2. Моделирование спектров КД на основе классической теории оптической активности и КД [1]. Основные предположения модели:

А) Система представляет собой набор взаимодействующих точечных осциллирующих электрических и магнитных диполей;

Б) Локальное поле вдоль каждого диполя однородно и складывается из поля Лорентца и поля, наведенного другими диполями;

В) Частотная зависимость поляризуемости осцилляторов имеет вид лорентциана с одинаковой для всех осцилляторов полушириной.

Входными параметрами для модели являются направления электрических дипольных моментов (по данным рентгеноструктурного анализа белка), поляризуемости осцилляторов и полуширина линий поляризуемости (из спектра поглощения). На выходе модель выдает рассчитанный спектр КД для заданной системы диполей.

Предлагаемая модель позволяет не только интерпретировать зарегистрированные спектры ферментов с известной трехмерной структурой, но и предсказывать взаимное расположение оптически активных компонентов ферментов с неизвестной структурой.

• view as PDF