Актин: содержание катионов

Молекула актина содержит также один прочно связанный ион двухвалентного металла. В природном актине это, по-видимому, Mg++ . В процессе выделения актина Mg++ обычно замещается на Са++ , так как сродство актина к Са++ в 3 - 5 раз выше, чем к Mg++ (в интервале рН 7,0 - 8,0 КD = 2-8 нМ и 10-30 нМ для ионов Са++ и Mg++ соответственно). Кроме того, молекула актина имеет 5 - 9 центров слабого связывания катионов (KD = 0,15 мМ для ионов Са++ и Mg++ и 10 мМ для ионов K+). Ион Са++, обнаруженный на карте электронной плотности G-актина , находится в глубоком гидрофильном кармане, образованном фосфатными группами АТР и остатками Arg-11, Gln-137 и Asp-154. Предполагается, что этот Са++ является прочно связанным ионом, локализованным в высокоаффинном центре связывания катионов. Один из центров слабого связывания катионов, по-видимому, локализован в N- концевом сегменте полипептидной цепи молекулы актина. Локализация остальных центров слабого связывания неизвестна.

Показано, что замещение прочно связанного Са++ на Mg++ вызывает конформационные изменения в субдомене 1 и субдомене 2 малого домена молекулы актина. Однако являются ли эти изменения локальными или трехмерная структура Mg-актина в целом отличается от структуры актина, содержащего Са++, неизвестно.

Так же, как ATP, прочно связанный катион легко обменивается со средой. При удалении катиона уменьшается константа связывания нуклеотида с актином, что приводит к быстрой диссоциации АТР. Диссоциация Са++ происходит медленнее, чем диссоциация АТР, и лимитирует скорость всего процесса. При замещении прочно связанного Са++ на Mg++ обмен нуклеотидов ускоряется.