CC BY
7ВЛИЯНИЕ ВНЕШНИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА СВОЙСТВА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ
РЕНАТУРАЦИЯ БЕЛКОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ СЛАБЫХ
МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ
Саримов Р.М., Матвеева Т.А., Нагаев Е.И., Гудков С.В.
Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук, ИОФ РАН
rusa@kepella.gpi.ru
В работе исследовалось влияние гипомагнитных условий (ГМУ, остаточное поле <50 нТл) и переменного магнитного поля (ПеМП, 50 Гц, индукция 40мкТл) на процесс ренатурации лизоцима ли-зоцима белка куриного яйца (HEWL, молекулярный вес 14.3 кДа). Белок (10 мг/мл) предварительно в течении одного часа денатурировали в 6M гуанидингидрохлориде (GdnHCl) с добавлением 30mM детиотреитола (DTT) в буфере TRIS (50 мМ). Для ренатурации рабавляли исходный раствор в 250 раз буфером TRIS (50 mM, pH=8.0) c с добавлением восстановленного GSH (10 mM) и окисленного GSSG (2.5 mM) глутатионов. Выяснилось, что воздействие ПеМП увеличивает активность ренатурирован-ного в течении 30 минут HEWL на 25% по сравнению с белком ренатурированным в контрольных условиях (постоянное магнитное поле с индукцией 40 мкТл) или (17.0±4.6)-103 Ед/мг по сравнению с (13.6±5.3)-103 Ед/мг (среднее и SD по 6 независимым экспериментам). При этом активность белка в ГМУ (12.7±3.0)-103 Ед/мг наоборот была чуть ниже контроля. Дисперсионный анализ ANOVA с факторами: "время ренатурации" (группы: 0, 5, 15, 30, 60 мин) и "воздействие" (группы: ПеМП, ГМУ, контроль), выявил статистически значимые различия для фактора воздействие (p=0.026). Активность измерялась по поглощению раствора микроков на длине волны 450 нм, подробнее в работах [1,2]. Первоначальная активность HEWL до денатурации составляла (47±6)-103 Ед/мг.
Второй метод, использовавшийся для исследования процесса ренатурации, — флуоресценция с возбуждением на длине волны 281 нм. Интенсивность флуоресценции с пиком на длине волны ~340 нм в основном обусловленная аминокислотами Trp, Tyr, Phe при денатурации белка за счет снижения эффекта "экранировки" интенсивность флуоресценции увеличивается (при наших настройках до ~1700
0.е.), а также смещается максимум пика в длинноволновую область (до 338-339 нм). При ренатурации наоборот происходит уменьшение интенсивности флуоресценции (примерно до 1300 о.е.), а максимум сдвигается в коротковолновую область (334-336 нм). При воздействии ПеМП флуоресценция за 30 минут уменьшилась до 1344±90 о.е., в то время как в контрольных условиях до 1442±29 о.е.. Флуоресценция для ГМУ 1554±196 о.е., что свидетельствует о меньшей эффективности процесса ренатурации. Статистический анализ провежденный так же как и для активности белка показал статистическую значимость по факторам воздействие (p=0.042, ANOVA). Похожие результаты были зафикисрованы и для изменения максимума пика в процессе ренатурации. Фактически флуоресцентный анализ подтвердил данные полученные с использованием теста на активность белка. В итоге двумя методами было показано что "слабые" магнитные поля могут оказывать влияние на процесс ренатурации белка.
1. R.M. Sarimov, V.N. Binhi, T.A. Matveeva, N.V. Penkov, S.V Gudkov, Unfolding and aggregation of lysozyme under the combined action of dithiothreitol and guanidine hydrochloride: Optical studies, International Journal of Molecular Sciences, 22(5), p. 1-16, (2021).
2. R.M. Sarimov, E.I. Nagaev, T.A. Matveyeva, VN. Binhi, D.E. Burmistrov, D.A. Serov, M.E. Astashev, A.V. Simakin, O.V Uvarov, VV Khabatova, A.G. Akopdzhanov, N.L. Schimanowskii, S.V Gudkov, Investigation of Aggregation and Disaggregation
of Self-Assembling Nano-Sized Clusters Consisting of Individual Iron Oxide Nanoparticles upon Interaction with HEWL Protein Molecules, Nanomaterials, 12(22), p. 3960, (2022).
