Белок МчкВ (механочувствительный канал высокой проводимости E. coli)
Изоляция белка МчкВ и идентификация соответствующего гена позволила молекулярным биологам определить их молекулярную структуру. Это - сравнительно небольшой белок из 136 аминокислотных остатков. Изучение аминокислотной последовательности показало, что на N-конце находится участок гидрофильных остатков, затем - сильно гидрофобных аминокислот (19 - 49), далее - еще один гидрофильный (50 - 69), второй гидрофобный сегмент (72 - 100) и, наконец, гидрофильная последовательность до С-конца. Тщательное изучение физико-химических характеристик полипептила показывает, что два гидрофобных сегмента образуют альфа-спирали (М1 и М2), пронизывающие мембрану. И N-, и C-концы локализованы внутриклеточно, и есть основания полагать, что существует короткий спиральный участок (S3) во внеклеточном сегменте между М1 и М2 ( рис. 5.3а ). По аналогии с другими потенциал-зависимыми каналами, такими, как Na+-канал , было сделано предположение, что участок S3 образует часть белка, выстилающую канал. Действительно, как мы увидим ниже, накапливаются данные исследований мутагенеза, подтверждающие такое предположение. Одиночный белок МчкВ не в состоянии сформировать канал с воротными свойствами, характерными для природного МчкВ. Работоспособный канал должен быть мультимерным комплексом . Это соответствует структуре многих других канальных белков (см. БАЗОВЫЕ КОМПОНЕНТЫ СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ ). Хотя н екоторые дебаты на эту тему и продолжаются, общее мнение в настоящее время сводится к тому, что МчкВ состоит из шести субъединиц, сгруппированных вокруг центрального водного канала ( рис. 5.3б ). Когда мембрана подвергается механическому напряжению, субъединицы несколько удаляются друг от друга и канал, образуемый ими, открывается. Выделение белка МчкВ и его гена mscl открыло возможность генетических исследований структурно-функциональных продолжаются и сейчас получены некоторые интересные сведения. Один из аминокислотных остатков в "нижней части" периплазматической спирали S3 кажется особенно критичным. Это глютаминовый остаток в положении 56 (Q56)(см. рис. 5.3.а ). Различные замещения аминокислотных остатков в этом положении значительно увеличивают время открытого состояния канала при данном значении механического напряжения. Некоторые замены, в частности замена в этом положении глютамина на пролин (принятое у молекулярных биологов обозначение - Q56Р), делает чувствительность канала к напряжению поверхности значительно ниже, чем та, которая требуется для его открывания. Замены в других частях цепи канального белка, хотя и не имеют таких драматических эффектов, однако изменяют его функцию интересным и наводящим на размышления образом. Продолжающиеся и сегодня генетические исследования структурно-функциональных взаимоотношений в конце концов приведет к пониманию организации механочувствительных каналов во всей полноте их молекулярных и даже атомарных деталей.
