Лактоферрин: олигомерные формы
Группой исследователей под руководством Беннета в 80-х годах было обнаружено, что ряд функциональных свойств ЛФ может определяться его олигомерным состоянием. Показано, что в виде мономера ЛФ способен к прочному связыванию с ДНК и регуляции процессов гранулопоэза, а в виде тетрамера - нет [ Bennett, ea 1981 , Bagby, ea 1982 ]. Эти авторы предполагали, что олигомерное состояние ЛФ определяется концентрацией данного белка в среде и зависит от присутствия ионов Са2+. В присутствии Са2+ они наблюдали образование тетрамерной формы белка из мономерной при концентрациях ЛФ более 0,1-1 нМ. Интересно, что концентрация ЛФ в крови чаше всего соответствует примерно этой величине и, таким образом, ЛФ в крови может быть смесью мономера и тетрамера. Гипотеза концентрационно-зависимой олигомеризации ЛФ с участием ионов Са2+ не получила распространения и позже было показано, что доминирующей формой ЛФ в физиологических условиях является тетрамер [ Mantel, ea 1994 ]. Природа межсубъединичных связей олигомера ЛФ до настоящего времени не выяснена. Более того, большинство исследователей не принимает во внимание олигомерную организацию белка, рассматривая его a priori как мономер. Есть основания полагать, что в организации олигомерного состояния белка участвуют слабые, преимущественно гидрофобные и электростатические взаимодействия аминокислотных и, возможно, гликозидных остатков ЛФ. Кроме того, очевидно, что во многих биологических жидкостях (например, молоке) ЛФ находится в комплексе с другими белками, включая иммуноглобулины [ Semenov, ea 1999 , Семенов ea 1998 ]. Принимая во внимание небольшой размер мономерной молекулы ЛФ (76-80 кДа) и его исключительную полифункциональность, мы предположили, что различные функции белка могут реализоваться на уровне его моно-, ди-, три- и тетрамерных форм, а переход между этими формами может быть под контролем низкомолекулярных лигандов типа АТР. В связи с этим было исследовано взаимодействие ЛФ с АТР и показано, что ЛФ связывает АТР со стехиометрией 1 моль нуклеотида на 1 моль мономера (Кd= 0,3 мМ) [ Semenov, ea 1999 , Семенов ea 1998 ]. Данные флуорометрическою титрования свидетельствовали о протекании конформационных перестроек белка под действием АТР . Химически активные аналоги АТР эффективно модифицировали не только очищенный белок, но и ЛФ непосредственно в молоке (с включением 1 моля реагента на 1 моль мономерного белка), что свидетельствовало в пользу физиологической значимости взаимодействия ЛФ с АТР. Электрофоретический анализ продуктов частичного расщепления модифицированного аффинными реагентами белка протеолитическими ферментами и BrCN позволил установить, что АТР-связывающий центр ЛФ расположен в С-концевой части белка и не перекрывается с описанным ранее N-концевым полианионсвязывающим центром [ Mann, ea 1994 ], а также с выявленными нами ДНК-и РНК-связывающими центрами белка [ Kanyshkova, ea 1999 ]. Особого внимания заслуживает тот факт, что в присутствии АТР происходит полная диссоциация мажорной тетрамерной формы ЛФ [ Semenov, ea 1999 , Семенов ea 1998 ]. При этом происходит разнонаправленное изменение эффективности взаимодействия белка с нуклеиновыми кислотами, полисахаридами и белками. Так, мономерная форма ЛФ проявляет меньшее сродство к полисахаридам и казеину, а эффективность взаимодействия с гепарином изменяется слабо. В то же время АТР ускоряет ЛФ-зависимый гидролиз НК. Полученные данные свидетельствуют о регуляторной функции связывания белком АТР по отношению к его другим центрам, расположенным в М-концевом домене. Таким образом, изменение олигомерного состояния ЛФ под действием АТР может быть одним из путей увеличения его функциональных состояний и числа биологических функций. Следует отметить, что изменение олигомерного состояния ЛФ под действием АТР, скорее всего, не является единственным путем модификаций белка, которые могут приводить к изменению его свойств.
