A fehérjemátrix szerepe a redoxfehérjék működésében = Role of the protein matrix in the function of redox proteins

Zimányi, László and Bagyinka, Csaba and Bérczi, Alajos and Khoroshyy, Petro and Rákhely, Gábor and Tenger, Katalin (2009) A fehérjemátrix szerepe a redoxfehérjék működésében = Role of the protein matrix in the function of redox proteins. Project Report. OTKA.

Preview

PDF 49207_ZJ1.pdf Download (870kB)

Abstract

Rekombináns citokróm c mutánsokat állítottunk elő és a bevezetett ciszteineket TUPS fotoaktív redox jelölővel jelöltük. Ugyancsak jelöltünk felszíni lizineket. Lézerimpulzussal való gerjesztés után kinetikus spektroszkópiai módszerrel mértük és értelmeztük az elektrontranszfer sebességét a jelölő és a citokróm hem kofaktora között. Megállapítottuk, hogy a jelölő flexibilis kovalens kapcsolata miatt több pozíciót tud felvenni és ezért az elektrontranszfer több exponenciálisból álló kinetikát mutat. A kísérleti adatokat összehasonlítottuk modellszámításokkal és megállapítottuk, hogy mind a konkrét elektrontranszfer útvonalakkal, mind pedig a fehérjével, mint változó sűrűségű folytonos közeggel számoló modell az eredményekkel jól megegyező sebességeket jósol. A citokróm felszínét feltérképeztük elektrontranszfer hatékonyság szempontjából: a hem síkjához viszonyított poláros régiók valamivel hatékonyabbak az egyenlítői régióknál. A citokróm c és a citokróm oxidáz komplexében mérve az elektrontranszfert az eddigieknél nagyobb időfelbontással tudtuk megmérni a CuA (első) elektronakceptor redukciójának idejét, és azt 100 ns-nál gyorsabbnak találtuk. Megállapítottuk, hogy E. coli baktériumban érett holocitokróm c kis mennyiségben spontán módon, hem liáz segítsége nélkül is képződik. Sikerült a hem liáz fehérjét heterológ módon kifejezni és tisztítani, és így apocitokróm és hem felhasználásával in vitro holocitokrómot termelni. | We produced recombinant mutant cytochrome c proteins and labeled the introduced cysteines and native lysines with the photoactive redox label TUPS. Pulse laser excitation of TUPS and the ensuing electron transfer between the label and the heme of cytochrome c was followed by kinetic absorption spectroscopy. Due to the flexible covalent link between the label and the protein TUPS can assume multiple positions which result in multiexponential electron transfer kinetics. We compared the experimental data with model calculations and concluded that both the model assuming explicite electron transfer pathways and the model assuming a protein matrix with varying packing density can satisfactorily describe the experimental observations. We mapped the surface of cytochrome c in terms of electron transfer efficiency towards the heme. The polar regions were found to be slightly more efficient ('hotter') than the equatorial regions relative to the plane of the heme. By measuring the electron transfer in the complex of cytochrome c and cytochrome c oxidase at a higher time resolution than in previous studies, we obtained a reduction time of the primary electron acceptor, CuA, which is faster than 100 ns. We found that in E. coli a low efficiency spontaneous maturation of holocytochrome c can take place without the assistance of heme lyase. We expressed and purified yeast heme lyase from E. coli and demonstrated in vitro holocytochrome maturation upon addition of apocytochrome and heme.

Actions (login required)

Edit Item