Тропонин T: взаимодействие с тропомиозином
Грезер и Гергели в 1971 г. впервые показали, что тропонин Т способен взаимодействовать с тропомиозином [ Leavis, ea 1984 ]. В дальнейшем взаимодействие этих двух белков подвергалось всестороннему исследованию. В структуре тропонина Т выявлено два тропомиозинсвязывающих центра. Один участок ограничен остатками 1-158, а другой находится ближе к С-концу молекулы и ограничен остатками 159-259 [ Perry, ea 1998 , Mak, ea 1981 ]. Взаимодействие N-концевого химотриптического пептида тропонина Т (так называемый T-фрагмент , остатки 1-158) с тропомиозином не зависит от концентрации ионов Са2+ [ Pearlstone, ea 1983 ]. Более короткий участок, ограниченный остатками 71-151, также взаимодействует с тропомиозином, но это взаимодействие более слабое, чем в случае фрагмента Т1 [ Fisher, ea 1995 ]. Этот факт свидетельствует в пользу того, что остатки 1-70 тропонина Т играют существенную роль во взаимодействии с тропомиозином. В то же время тропонин Т, лишенный первых 45 остатков, взаимодействует с тропомиозином со сродством, сопоставимым со сродством интактного тропонина Т [ Pan, ea 1991 ], а короткий пептид тропонина Т, ограниченный остатками 1-70, не способен напрямую взаимодействовать с тропомиозином [ Pearlstone, ea 1977 ]. Взаимодействие тропонина Т с тропомиозином сильно ослабевает при удалении участка, содержащего остатки 70-150 тропонина Т и мало зависит от наличия в структуре тропонина Т фрагментов, ограниченных остатками 1- 69 или 151-158 [ Fisher, ea 1995 ]. Вероятно, основным Са2+-независимым участком взаимодействия тропонина Т с тропомиозином является фрагмент 71-151. Высказывается предположение, что этот а-спиральный участок тропонина Т взаимодействует с a-спиралью тропомиозина. Фрагмент Т1 (остатки 1-158 тропонина Т) взаимодействует с участком, расположенным поблизости от С-конца димера тропомиозина [ Mak, ea 1981 ] и перекрывает область контакта двух димеров тропомиозина, соединенных между собой по принципу голова к хвосту. Взаимодействие участка тропонина Т, ограниченного остатками 159-259, с тропомиозином зависит от концентрации ионов Са2+ [ Pearlstone, ea 1983 ]. Тропониновый комплекс, в состав которого вместо интактного тропонина Т включен пептид 159-259 тропонина Т, взаимодействует с тропомиозином с меньшим сродством, однако способен осуществлять Са2 -зависимую регуляцию мышечного сокращения подобно нативному тропониновому комплексу [ Schaert ea 1995 ]. Пептид тропонина Т, ограниченный остатками 159-259, содержит в своем составе как бы два тропомио-зинсвязывающих центра, они оба располагаются вблизи от Cys-190 тропомиозина. Один из этих тропомиозинсвязывающих центров тропонина Т, ограниченный остатками 228-259 (или 243-259), взаимодействует только с тропомиозином, а второй участок, ограниченный остатками 159-222 (или 156-227), обеспечивает взаимодействие тропонина Т не только с тропомиозином, но и с тропонином C [ Chong, ea 1982 , Mak, ea 1981 ]. Участок аминокислотной последовательности тропонина Т, ограниченный остатками 159-227, содержит консервативные гептадные повторы гидрофобных аминокислотных остатков [ Zot, ea 1987 ]. Аналогичные гептадные повторы характерны и для структуры тропомиозина. Высказывается предположение, что тропонин Т и димер тропомиозина формируют тройную суперспираль типа coiled-coil, стабилизированную гидрофобными взаимодействиями [ Perry, ea 1998 , Mak, ea 1981 ]. Любопытно отметить, что этот участок молекулы тропонина Т может также взаимодействовать с тропонином С и может быть химически пришит к Cys- 190 тропомиозина, при этом вероятность сшивания возрастает в присутствии Са2+ [ Chong, ea 1982 ]. Таким образом, в структуре тропонина Т есть три тропомиозинсвязывающих центра. N-Концевой участок тропонина Т (остатки 1-159) обеспечивает Са2- независимое взаимодействие с С-концом одного и N-концом другого димера тропомиозина. Второй участок, ограниченный остатками 156-227, может образовывать тройную суперспираль с тропомиозином и контактировать с тропонином С. Наконец, третий участок, ограниченный остатками 227 (243)- 259, так же как и второй центр, контактирует с тропомиозином вблизи Cys- 190. Взаимодействие второго и третьего центров тропонина Т с тропомиозином зависит от концентрации Са2+. Взаимодействие тропонина Т с тропонином I. В условиях in vitro вне зависимости от концентрации Са2+ тропонин Т взаимодействует с тропонином I с константой связывания 8,5 *10-6# М-1 [ Ingraham, ea 1984 ]. Данные последних лет свидетельствуют о том, что участок связывания тропонина I располагается в С-концевой части тропонина Т и может включать в себя остатки 176-230 [ Chong, ea 1982 ], 152-175 [ Pearlstone, ea 1978 ] или, наконец, остатки 202-259 [ Jha, ea 1996 ] тропонина Т. Участок, включающий в себя 100 С-концевых аминокислот тропонина Т, взаимо-действует с фрагментом тропонина I, ограниченным остатками 41-96, при этом, по-видимому, важная роль принадлежит остаткам Cys-48 и Cys-64 тропонина I, потому что окисление или модификация этих остатков ослабляют взаимодействие тропонина I с тропонином Т [ Chong, ea 1982 ]. В первичной структуре тропонина Т есть два участка (остатки 205-255 и 155-205), для которых в большей или меньшей степени характерны склонность к образованию а-спирали и наличие гептадных повторов гидрофобных аминокислот. Аналогичные свойства характерны и для участка тропонина I, ограниченного остатками 53-106. Высказывается предположение, что тропонин Т может взаимодействовать со своими белками- партнерами- тропомиозином и тропонином I - путем образования тройных спиралей типа coiled-coil [ Farah, ea 1995 , Stefancsik, ea 1998 ].
Смотрите также:
