Сибирский федеральный университет

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2020

Идентификатор DOI: 10.31857/S268673892002016X

Ключевые слова: бактериальная люцифераза, биолюминесценция, вязкое микроокружение, метод остановленного потока, метод молекулярной динамики, интермедиат ферментативной реакции, диффузионное ограничение, bacterial luciferase, bioluminescence, viscous microenvironment, Stopped-flow technique, molecular dynamics method, enzyme reaction intermediate, Diffusional restriction

Аннотация: Исследована скорость распада интермедиата биолюминесцентной реакции бактерий 4a-гидропероксифлавина в зависимости от вязкости среды. Обнаружено, что при низких концентрациях глицерина и сахарозы (вязкость 1.1–1.3 сП) скорость распада увеличивается, а дальнейший рост вязкости до 6.2 сП приводит к уменьшению скорости распада по степенному закону с показателем 0.82–0.84. Методами молекулярной динамики установлено, что в средах с глицерином и сахарозой происходит изменение подвижности аминокислотных остатков активного центра люциферазы, отвечающих за связывание флавина. Полученные результаты говорят о двух разнонаправленных эффектах вязких сред с добавлением глицерина и сахарозы: 1) дестабилизация 4a-гидропероксифлавина за счет изменения структурно-динамических свойств белка, 2) стабилизация этого интермедиата за счет снижения скорости диффузии продуктов его распада. The effects of media viscosity on the decay rate of the 4a-hydroperoxy flavin intermediate of the bioluminescent reaction has been investigated. It was found that at low concentrations of glycerol or sucrose (viscosity 1.1–1.3 cP) the decay rate rises, whereas a further increase in viscosity till 6.2 cP leads to a decrease in the decay rate following a power function with an exponent of 0.82–0.84. Using molecular dynamics methods, it was revealed that the presence of glycerol and sucrose molecules causes a change in the mobility of the amino acid residues of the active center of luciferase, particularly those responsible for binding of flavin. The results obtained indicate that two counteracting effects of viscous media with glycerol and sucrose occur: 1) destabilization of 4a-hydroperoxy flavin due to a change in structural and dynamic properties of the protein, 2) stabilization of this intermediate by a decrease in the diffusion rate of its decay products.

Журнал: Доклады Российской академии наук. Науки о жизни

Выпуск журнала: Т. 492, № 1

Номера страниц: 320-324

ISSN журнала: 26867389

Место издания: Москва

Издатель: Российская академия наук

• Лисица А.Е. (Сибирский Федеральный Университет)
• Суковатый Л.А. (Сибирский Федеральный Университет)
• Кратасюк В.А. (Институт биофизики Сибирского отделения Российской академии наук)
• Немцева Е.В. (Институт биофизики Сибирского отделения Российской академии наук)

• Ядро РИНЦ (eLIBRARY.RU)