Научная статья на тему 'Структурная динамика ретиналя в процессе активации родопсина'

Структурная динамика ретиналя в процессе активации родопсина Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
197
51
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МЕМБРАНЫ / РОДОПСИН / ЯДЕРНЫЙ МАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС / MEMBRANES / RHODOPSIN / NUCLEAR MAGNATIC RESONANCE

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Струц Андрей Владимирович, Браун Майкл Фредерик

Значительный прогресс, достигнутый в последнее времяв изучении структуры рецептора, сопряжённого с G-белком, родопсина, не позволил однозначно установить механизм его активации. В работе показано, что методы твердотельного ядерного магнитного резонанса на дейтерии предоставляют уникальные данные о локальной структуре, динамике и молекулярных взаимодействиях лиганда ретиналя в связывающем кармане родопсина, недоступные другим методам и являющиеся ключевыми дляпонимания активации белка.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Струц Андрей Владимирович, Браун Майкл Фредерик

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Retinal structural dynamics in rhodopsin activation

The latest progress in X-ray crystallography of the active state of rhodopsin does not allow one to unequivocally establish the mechanism of receptor activation. In this work it is shown that solid-state 2H NMR spectroscopy provides unique data on local structure, dynamics, and molecular interactions of the retinal ligand in the binding pocket of rhodopsin. This knowledge is unavailable by other techniques and is crucial for understanding rhodopsin activation.

Текст научной работы на тему «Структурная динамика ретиналя в процессе активации родопсина»

А. В. Струц, М. Ф. Браун

СТРУКТУРНАЯ ДИНАМИКА РЕТИНАЛЯ В ПРОЦЕССЕ АКТИВАЦИИ РОДОПСИНА*

Введение. Родопсин, ответственный за сумеречное зрение позвоночных, является представителем класса мембранных белков, так называемых рецепторов, сопряжённых с G-белком (англ. G protein-coupled receptors, GPCRs), регулирующих множество важнейших функций организма. Более трети лекарств, разрабатываемых в настоящее время, направлены на лечение заболеваний, связанных с нарушениями работы данных белков. Структура большинства GPCRs сегодня неизвестна. Это связано со сложностью их кристаллизации для рентгеноструктурного анализа и плохой растворимостью в воде вследствие наличия значительной гидрофобной поверхности, что затрудняет структурный анализ методами ЯМР высокого разрешения. Несмотря на последние результаты рентгеноструктурного анализа родопсина в активном состоянии (мета II) [1, 2], механизм активации рецептора остаётся невыясненным, что обусловлено, в частности, противоречивостью полученных структурных данных. В представляемой работе показано, как спектроскопия ядерного магнитного резонанса на дейтерии (ЯМР-2Щ позволяет исследовать локальную трёхмерную структуру, а также динамику родопсина и тем самым предоставляет данные, дополняющие результаты рентгеноструктурного анализа и необходимые для понимания активации рецептора.

В работе исследовали родопсин, регенерированный с ретиналем, селективно дейте-рированным по метильным группам в позициях С5, С9 и С13 (рис. 1, а). Затем белок был рекомбинирован с фосфолипидными мембранами, которые ориентировали на ультратонких стеклянных пластинах. Для приготовления темнового состояния и метародопсина I применяли 1-пальмитоил-2-олеоил-sn-глицеро-3-фосфохолин (POPC) в молярном соотношении белок — липиды 1:50 [3]. Для метародопсина II использовали смесь из 25 % POPC и 75 % 1,2-диолеоил^п-глицеро-3-фосфатидилэтаноламина (DOPE)

а б

Рис. 1. Определение структуры и динамики лиганда ретиналя родопсина с использованием селективно дейтерированных метильных групп: а — химическая структура ретиналя с нумерованными атомами углерода; б — преобразование систем координат для тензора квадрупольных взаимодействий при расчёте теоретических спектров ЯМР-2Н и времени релаксации

* Работа выполнена при поддержке Американского национального института здоровья (иЯ ШН), гранты № ЕУ012049 и ЕУ018891.

© А. В. Струц, М. Ф. Браун, 2011

50 0 50 50 0 50 50 0 50 50 0 50 50 0 50 50 0 50

Рис. 2. Спектры ЯМР-2Н ретиналя в связывающем кармане родопсина в темновом (а) и мета I (б) состоянии родопсина и структуры ретиналя, рассчитанные из спектров ЯМР-2Н в темновом состоянии (в) и метародопсине I (г): спектры получены при ориентации мембранной нормали параллельно по отношению к магнитному полю при температурах —150 и —100 °С для родопсина и метародопсина I соответственно

в соотношении 1:75 с фосфолипидами [4]. Использование различного липидного состава мембран, а также pH и температур позволило стабилизировать предактивное (мета I) и активное (мета II) состояния рецептора. В результате анализа спектров ЯМР-^ определена структура лиганда ретиналя в темновом состоянии родопсина и метародопсине I. Измерение времени ЯМР-релаксации выявило динамику ретиналя во всех трёх исследованных состояниях: темновом, мета I и мета II.

Расчёт структуры ретиналя в родопсине из формы линий ЯМР-2^ Использование ориентированных мембран, содержащих родопсин, позволяет определить ориентацию тензора квадрупольных взаимодействий ядер дейтерия относительно нормали к поверхности мембраны (вектор по на рис. 1, б). Для дейтерированных ме-тильных групп, испытывающих быструю переориентацию (вращение) вокруг их оси симметрии, направление этого тензора совпадает с осью вращения (осью симметрии) метильной группы М, т. е. определяется среднее значение угла О.мо(^) между векторами М и по. На рис. 2, а, б представлены спектры ЯМР-^ родопсина и метародопсина I, полученные для образцов с различными дейтерированными метильными группами.

При расчёте теоретических спектров ЯМР-^ и их подгонке к экспериментальным спектрам варьируются следующие параметры: ориентация связи метильной

группы, ширина распределения локальных мембранных нормалей по ориентациям, остаточные квадрупольные взаимодействия ядер дейтерия и уширение линии ЯМР. Распределение мембранных нормалей по ориентациям, учитывающее неполное (несовершенное) ориентирование мембран на стеклянных пластинках, моделировалось распределением Гаусса. Уменьшение квадрупольных взаимодействий ядер дейтерия ме-тильной группы с градиентом электрического поля в молекуле происходит за счёт быстрого вращения метильных групп и их переориентации. В расчёте также учитывается осевая симметрия распределения молекул родопсина относительно их собственной длинной оси, которая совпадает с направлением нормали к поверхности мембраны. Форма линий ЯМР-^ была получена путём случайной генерации угла поворота

частота, кГц в ___________,

частота, кГц

Lys

родопсина вокруг длинной оси и угла отклонения локальной мембранной нормали от среднего значения в соответствии с их функциями распределения и последующего усреднения спектров по ориентациям. Ранее такая методика применялась для определения ориентации молекулярных групп в бактериородопсине в пурпурных мембранах, а также ориентированных нитях ДНК [5]. В результате анализа спектров ЯМР-2Н получены следующие ориентации метильных групп по отношению к длинной оси родопсина: 70, 52 и 68° в темновом состоянии и 72, 53 и 59° в метародопсине I для позиций С5, С9 и С13 соответственно (см. рис. 1) [3, 6].

Моделирование структуры ретиналя проводилось в рамках модели с тремя плоскостями А, В и С (см. рис. 2, в, г), в пределах которых отклонениями торсионных углов связей от идеальной транс-конфигурации пренебрегали (т. е. полиеновая цепочка считалась плоской в рамках плоскостей), и рассчитывались торсионные углы только для связей на границах плоскостей. Как показало последующее сравнение с кристаллографическими данными для темнового состояния, такая модель хорошо соответствует реальной структуре ретиналя в связывающем кармане родопсина. Следует заметить, что ориентации самих метильных групп никак не связаны с использованной моделью ретиналя, а получаются непосредственно из спектров ЯМР и могут быть сопоставлены с результатами рентгеноструктурного анализа [3]. Сравнение показывает, что данные ЯМР хорошо согласуются с большинством кристаллографических данных. Особенно хорошее совпадение (в пределах погрешности измерений) получено с последней наиболее точной кристаллографической структурой родопсина, определённой с разрешением 2,2 А [7], что указывает на крайне высокую точность определения ориентации метильных групп в мембранных белках с помощью использованной методики, во многих случаях превосходящей точность, достигаемую рентгеноструктурным анализом. Три плоскости, применяемые для анализа конформации ретиналя, заключали в себе в-ионное кольцо (плоскость А) и полиеновые цепочки, включающее атомы углерода по обе стороны связи С12-С13 (плоскости В и С). Ориентации метильных групп, полученные в результате расчётов спектров ЯМР-2Н, позволяют рассчитать двугранные углы между плоскостями, а также определить ориентацию самого лиганда ретиналя относительно родопсина.

Ориентация плоскостей А, В и С относительно нормали к мембране определяется ориентацией двух произвольных векторов, лежащих в каждой плоскости (не параллельных друг другу), и может быть задана двумя угловыми параметрами (которым соответствуют две степени свободы). В общей сложности для определения структуры ретиналя необходимо 4 независимых параметра, соответствующих четырём степеням свободы: по два на каждую плоскость (3 х 2 = 6) и минус два из-за наличия у каждой пары сопряжённых плоскостей (А-В и В-С) общей связи. Для модели с тремя торсионными углами (см. рис. 2, в) требуется на один параметр больше. В качестве трёх угловых параметров использовались ориентации метильных групп С5, С9 и С13, в качестве четвёртого — ориентация переходного дипольного момента молекулы ретиналя, известная из литературы [8-10]. В модели с тремя торсионными углами дополнительный геометрический параметр определялся подгонкой расстояний между атомами углерода С10-С20 и С11-С20, также известных из литературы [11]. В результате получается несколько решений для двугранных углов между плоскостями А, В, С в ретинале, которые соответствуют экспериментальным ориентациям метильных групп.

В общей сложности возможны 64 комбинации для относительных ориентаций плоскостей А, В, С и 128 конфигураций и ориентаций ретиналя. Большинство из этих конфигураций может быть отброшено, поскольку они не удовлетворяют ЯМР-данным

по расстояниям между атомами углерода С8-С18, С8-С16/С17, С10-С20 и С11-С20 [11, 12], а также знакам торсионных углов в молекуле ретиналя, полученным методом кругового дихроизма [13, 14]. В результате имеем структуру ретиналя в темновом состоянии, изображённую на рис. 2, в. Одной из её особенностей является кручение молекулы вокруг связи С11=С12. Отметим, что попытка рассчитать конфигурацию ретиналя без такого кручения оказалась безуспешной: молекула ретиналя не укладывалась в связывающую полость. Таким образом оказалось, что молекула ретиналя является предварительно скрученной в темновом состоянии в направлении фотоизомеризации. В противоположном направлении изомеризация невозможна из-за стерических ограничений. По-видимому, этим и объясняется крайне быстрая изомеризация ретиналя. Вышеуказанное скручивание также наблюдается в кристаллографической структуре ретиналя, определённой с разрешением 2,2 А [7]. В целом конфигурация ретиналя, рассчитанная из спектров ЯМР, и его ориентация в связывающем кармане родопсина очень хорошо согласуются с данными рентгеноструктурного анализа, что свидетельствует о перспективности использования методики для исследования мембранных белков, где спектроскопия ЯМР высокого разрешения не может быть применена.

Структура ретиналя в метародопсине I. При сравнении метародопсина I и тем-нового состояния наибольшие различия в спектрах ЯМР-2Н были найдены для метильной группы С9-Ме (рис. 2, б), а наибольшее изменение в ориентации — для группы С13-Ме. Такое несогласование обусловлено неодинаковой степенью ориентирования мембран в различных образцах. В состоянии мета I возможные решения для ориентации в-ионного кольца (плоскости А) к плоскости В ±32 и ±57°, а для угла между плоскостями В и С ±173°. Итого — 8 возможных комбинаций и структур. Встраивание лиганда со структурой, полученной с помощью ЯМР-2Н в состоянии мета I, в структуру родопсина в темновом состоянии показывает, что большинство возможных конформаций ретиналя можно отбросить из-за неправильного положения в-ионного кольца в связывающем кармане, так как, по данным криоэлектронной микроскопии, в-ионное кольцо в мета I находится в том же положении, что и в темновом состоянии [15]. Исключение составили две структуры: первая с углами между плоскостями А-В и В-С -32 и 173° соответственно, как показано на рис. 2, г, и вторая, полученная из неё при зеркальном отражении в вертикальной плоскости с углами 32 и -173°. Если форма связывающего кармана в мета I почти такая же, как и в темновом состоянии, что опять находится в соответствии с результатами криоэлектронной микроскопии [15], не обнаружившей существенных различий в расположении трансмембранных спиралей в темновом и мета I состояниях, то первая структура является наиболее вероятной, потому что встраивается в связывающую полость лишь с одним тесным стерическим контактом полиеновой цепочки ретиналя с боковой цепью Тгр265. С другой стороны, зеркальная ей структура имеет многочисленные стерические столкновения с боковыми цепями аминокислот, и её можно считать маловероятной.

Основными изменениями структуры ретиналя в состоянии мета I являются поворот части полиеновой цепи с метильной группой С13-Ме вокруг оси молекулы по направлению к метильной группе С9-Ме, выпрямление полиеновой цепи и, как результат, смещение в-ионного кольца вдоль оси ретиналя.

Динамика ретиналя в родопсине. Дополнительные возможности для исследования механизма активации родопсина предоставляет метод ЯМР-релаксации, позволяющий получать информацию о характере молекулярного движения в белке и внутримолекулярных взаимодействиях. Методом ЯМР-2Н-релаксации была исследована динамика метильных групп ретиналя в темновом, мета I и мета II состояниях родопсина.

37 0

50

100

150

С

37 0 50 100 150

б

в = в

■ ■ 12 ОС

* Т 1е

300

100

30

10

103 К/Т

Рис. 3. Температурные зависимости времени ЯМР-2Н-релаксации зеемановского (зашрихованные символы) и квадрупольного (пустые символы) порядка для метильных групп С5-Ме (а, б), С9-Ме (в) и С13-Ме (г) ретиналя в темновом состоянии родопсина:

теоретические зависимости представлены сплошными и пунктирными линиями, экспериментальные — символами

Температурные зависимости времени ЯМР-2Н-релаксации зеемановского Tlz и квадрупольного Т^ порядка приведены на рис. 3.

Время зеемановской (спин-спиновой) релаксации Tlz определяется спектральными плотностями тепловых флуктуаций 3^ (г = 1, 2) тензора квадрупольных взаимодействий вблизи частоты резонанса:

3

1/Т1г — - Х<э[^1(шо) + 472(2ш0)],

(1)

где ю0 — частота ларморовской прецессии ядер дейтерия и — константа ядерных квадрупольных взаимодействий. Для времени релаксации квадрупольного порядка Т^ справедливо выражение

9

1/^14 - т Х<з^1(шо)-

(2)

Для интерпретации температурных зависимостей Tlz и Т^ были применены две модели описания вращательной динамики метильных групп ретиналя. Первая модель

соответствует быстрым (мгновенным) скачкам вокруг оси симметрии третьего порядка (константа скорости вращательной переориентации к). В этой модели изменение ориентации оси симметрии метильной группы отсутствует. Вторая модель соответствует непрерывной диффузии с коэффициенами диффузии Дци D± для осевого вращения и переориентации оси симметрии метильных групп. В принципе измерение T\z ориентированных образцов при различных ориентациях или неориентированных на различных частотах позволяет определить механизм вращательной подвижности. Модель переориентации посредством случайных прыжков предсказывает 20 %-ное изменение в угловой зависимости T\z, в то же время в модели аксиальной диффузии ЯМР-релаксация не зависит от ориентации. В эксперименте с неориентированными образцами мы измеряли Tiz для спектральных пиков, которые соответствуют 90° ориентации метильных групп по отношению к магнитному полю Во, а ориентированные образцы исследовались при ориентации 0° к Во. Мы не обнаружили различий во времени релаксации для разных ориентаций, что свидетельствует в поддержку вращательной диффузии.

Однако точность измерения не позволяет сделать однозначный вывод о механизме переориентации. Поэтому мы использовали обе модели для анализа экспериментальных данных. В темновом, мета I и мета II состояниях родопсина теоретические зависимости Tiz можно подогнать к экспериментальным в пределах погрешности измерений как для модели сказкообразных переориентаций, так и для непрерывной диффузии, причём получено хорошее совпадение с экспериментальными данными для любого соотношения D^/D\\ в интервале от 0 до 1. Но одновременная подгонка температурных зависимостей T\z и Тщ показала, что совпадение с экспериментальными результатами достигается только для модели аксиальной диффузии с D± = 0. Таким образом, измерение релаксации зеемановского и квадрупольного порядка позволяет получать информацию об анизотропии молекулярного движения.

Время корреляции вращательной подвижности находится в диапазоне от 2-12 пс при 30 °С и 3-45 пс при —60 °С. Наклон температурных зависимостей Tiz и Тщ соответствует энергии активации вращательной подвижности, определяемой высотой потенциальных барьеров метильных групп. Следовательно, время ЯМР-релаксации является инструментом изучения внутримолекулярных взаимодействий. В таблице приведены значения энергии активации Ea вращательной подвижности метильных групп ретиналя, рассчитанные из времён ЯМР-2Н-релаксации. Анализ экспериментальных данных показывает, что динамика метильных групп определяется в основном их взаимодействиями с ближайшими атомами водорода внутри молекулы ретиналя. В этой связи очень низкая энергия активации для группы С9-Ме обусловлена компенсацией взаимодействий с атомами водорода в позициях 7 и 11 (см. рис. 1), так как потенциалы этих взаимодействий сдвинуты по фазе на 180° относительно друг друга. Более высокие энергии активации для групп С5-Ме и С13-Ме являются результатом взаимодействий этих метильных групп с водородами в позициях 8 и 10 соответственно. При этом относительно высокая энергия активации для группы С5-Ме свидетельствует о 6-s-цис-конформации в-ионного кольца. Вклад во взаимодействие метильных групп с боковыми цепями аминокислот в сайте связывания ретиналя представляется незначительным в силу их удалённости от метильных групп на 4 A и более (рис. 4).

Динамика ретиналя в метародопсине I и метародопсине II. Значительные различия в динамике метильных групп ретиналя наблюдаются в состояниях мета I и II после фотоизомеризации. Наибольшие светоиндуцированные изменения происходят в метильной группе C9-Me, которая имеет определяющее значение для процесса активации родопсина. Энергия активации вращательной подвижности Ea для метильной

4. Изменение конфигурации ретина-ля в процессе активации родопсина по данным спектроскопии ЯМР 2Н:

ретиналь в состоянии мета I представлен как более светлая структура в связывающем кармане родопсина в темновом состоянии

>гии активации (кДж/моль) вращательной подвижности метильных групп ретиналя в различных состояниях родопсина для моделей случайных аксиальных прыжков и вращательной диффузии с = 0

Метильная группа Темновое Мета I Мета II

С5-Ме 11,4 ±0,3 10,0 ±0,3 15,0 ±0,4 10,3 ±0,3

С9-Ме 1,4 ±0,1 3,7 ±0,1 4,3 ±0,1

С13-Ме 7,3 ± 0,2 4,6 ±0,2 2,8 ±0,1

группы С9-Ме заметно возрастает от темнового состояния до мета II. В то же время значение Еа для метильной группы С13-Ме уменьшилось в мета I и мета II состояниях, и значения Еа и TlZ метильных групп С9-Ме и С13-Ме становятся близкими. Это логично, поскольку после изомеризации эти метильные группы находятся на той же стороне молекулы ретиналя и имеют аналогичный потенциал взаимодействия с протонами внутри лиганда, как это очевидно из пространственной структуры транс-ретиналя. Сокращение энергии активации метильной группы С13-Ме в мета II состоянии объясняется компенсацией находящихся в противофазе потенциалов (1, 6) взаимодействий внутри ретиналя между С13-Ме и водородами Н11 и Н15. Существенное ограничение подвижности для метильной группы С9 после изомеризации может быть связанно с большей плотностью окружения, например из-за ван-дер-ваальсовых взаимодействий с Туг268, в результате поворота метильной группы С9-Ме к фенильному кольцу тирозина в ходе изомеризации.

Для метильной группы С5-Ме заметные изменения наблюдаются в температурной зависимости времени релаксации в мета I состоянии. Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о наличии двух компонент молекулярного движения с разными энергиями активации Еа. Две компоненты могут соответствовать, например, либо вращению метильной группы С5-Ме и её переориентации, либо наличию двух б-Б-'Ц'ис-конформеров ретиналя с положительными и отрицательными углами кручения для связи С6-С7. В целом энергия активации С5-Ме мало меняется при переходе от темнового к активному состоянию, что позволяет сделать вывод об отсутствии существенных изменений для р-ионного кольца в процессе активации.

Комбинируя данные ЯМР-релаксации и ранее полученные результаты структурных и биохимических исследований [1-4, 7, 11-15], можно предложить следующий механизм активации родопсина. После изомеризации метильная группа С13-Ме поворачивается по направлению к р4-шпильке на внутридисковой петле Е2, при этом вращение метильной группы С9-Ме и центральной части полиенной цепочки в противоположном

Рис.

направлении блокируется Tyr268. В результате стерических взаимодействий C13-Me и в4 происходит разрыв водородных связей вокруг петли Е2, стабилизирующих тем-новое состояние, и смещение Е2 к внутридисковой поверхности мембраны. Вращение C13-Me также дестабилизирует ионную связь между протоном основания Шиффа и его противоионом Glu113, следствием чего являются разрыв данной ионной связи, депротонирование основания и переход протона к Glu113. Этот переход способствует образованию активного состояния. Выпрямление молекулы ретиналя после изомеризации приводит, с одной строны, к стерическому столкновению с Trp265, а с другой — в результате стерического взаимодействия между метильной группой С5 и Glu122 к разрыву старой и образованию новой водородной связи между Glu122 на Н3 и His211 на Н5. Последнее наряду со смещением Е2 «освобождает» спираль Н5 и позволяет её ци-топлазменному концу приблизиться к спирали Н6, что дестабилизирует ионную связь между спиралями Н3 и Н6. В результате происходит поворот Н6, формирующий центр для связывания трансдуцина.

Заключение. Физико-химические особенности сопряжённых с G-белком рецепторов (сложность кристаллизации, нерастворимость в воде) требуют комплексного подхода к их изучению. Очевидно, что ни один метод в отдельности не позволяет сделать однозначных выводов об их структуре и механизме действия. Это, в частности, подтверждается противоречивостью последних данных о структуре родопсина в активном состоянии [1, 2]. Как показано в нашей работе, методы ЯМР являются необходимым дополнением к рентгеноструктурному анализу. Они не только позволяют подтвердить или опровергнуть структурные данные, поскольку исследуют белки в естественном мембранном окружении, но, кроме того, предоставляют дополнительную информацию о структуре и динамике мембранных белков, недоступную другими методами.

Литература

1. ChoeH. W., Kim Y. J., Park J. H. et al. Crystal structure of metarhodopsin II // Nature. 2011. Vol. 471. P. 651-656.

2. Standfuss J., Edwards P. C., D’AntonaA. et al. The structural basis of agonist-induced activation in constitutively active rhodopsin // Nature. 2011. Vol. 471. P. 656-660.

3. Struts A. V., Salgado G. F J., Tanaka K. et al. Structural analysis and dynamics of retinal chromophore in dark and Meta I states of rhodopsin from 2H NMR of aligned membranes // J. Mol. Biol. 2007. Vol. 372. Iss. 1. P. 50-66.

4. Struts A. V., Salgado G. F J., Martinez-Mayorga K., Brown MF. Retinal dynamics underlie its switch from inverse agonist to agonist during rhodopsin activation // Nat. Struct. Mol. Biol. 2011. Vol. 18. Iss. 3. P. 392-394.

5. Nevzorov A. A., MoltkeS., HeynM. P., Brown M. F., Solid-state NMR line shapes of uniaxially oriented immobile systems // J. Am. Chem. Soc. 1999. Vol. 121. P. 7636-7643.

6. Salgado G. F J., Struts A. V., Tanaka K. et al. Solid-State 2H NMR Structure of Retinal in Metarhodopsin I // J. Am. Chem. Soc. 2006. Vol. 128. P. 11067-11071.

7. Okada T., SugiharaM., Bondar A. -N. et al. The retinal conformation and its environment in rhodopsin in light of a new 2.2 A crystal structure // J. Mol. Biol. 2004. Vol. 342. P. 571-583.

8. Michel-Villaz M., Roche C., Chabre M. Orientational changes of the absorbing dipole of retinal upon the conversion of rhodopsin to bathorhodopsin, lumirhodopsin, and isorhodopsin // Biophys. J. 1982. Vol. 37. P. 603-616.

9. Jager T., Lewis J. W., Zvyaga T. A. et al. Chromophore structural changes in rhodopsin from nanoseconds to microseconds following pigment photolysis // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 1997. Vol. 94. P. 8557-8562.

10. Chabre M, Breton J. The orientation of the chromophore of vertebrate rhodopsin in the “meta” intermediate states and the reversibility of the meta II-meta III transition // Vision Res. 1979. Vol. 19. P. 100б-1018.

11. Verdegem P. J. E., Bovee-Geurts P. H. M., de Grip W. J. et al. Retinylidene ligand structure in bovine rhodopsin, metarhodopsin-I, and 10-methylrhodopsin from internuclear distance measurements using 13C-labeling and 1-D rotational resonance MAS NMR // Biochemistry. 1999. Vol. 38. P. 1131б-11324.

12. Spooner P. J. R., Sharples J. M., Verhoeven M. A. et al. Relative orientation between the в-ionone ring and the polyene chain for the chromophore of rhodopsin in native membranes // Biochemistry. 2002. Vol. 41. P. 7б49-7ббб.

13. Fujimoto Y., Sharples J. M., Verhoeven M. A. et al. On the bioactive conformation of the rhodopsin chromophore: absolute sense of twist around the б-s-cis bond // Chem. Eur. J. 2002. Vol. 7. P. 4198-4204.

14. Fujimoto Y., FishkinN., Pescitelli G. et al. Solution and biologically relevant conformations of enantiomeric 11-cis-locked cyclopropyl retinals // J. Am. Chem. Soc. 2002. Vol. 124. P. 7294-7302.

1б. Ruprecht J. J. MielkeT., Vogel R. et al. Electron crystallography reveals the structure of metarhodopsin I // EMBO J. 2004. Vol. 23. P. 3б09-3б20.

Статья поступила в редакцию 28 июня 2011 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.