ИСТИНА

Известно, что при взаимодействии с кардиолипином мембран цитохром с превращается из переносчика электронов в пероксидазу. Положительный заряд молекулы цитохрома с, который определяет его связывание с с отрицательно-заряженной мембраной, обеспечивается, в основном, остатками лизинов. Кластер положительно заряженных лизиновых остатков располагается на фронтальной стороне молекулы цитохрома с вокруг гемовой впадины и образует универсальный сайт связывания цитохрома с. Остатки лизина из этого кластера в разной степени вовлечены в формирование реакционноспособных комплексов с белками-партнерами цитохрома с - комплексами III [1] и IV [2] электрон-транспортной цепи митохондрий, Apaf-1 [3] и другими. В молекуле цитохрома с присутствует всего 19 лизиновых остатков. Основной вклад во взаимодействие с отрицательно заряженными сайтами его редокс партнеров по дыхательной цепи вносят остатки в положениях 8, 13, 72, 73, 86 и 87, тогда как остатки в положениях 5, 7, 25, 27, 79 и 88 находятся на периферии контактной поверхности и участвуют в связывании в меньшей степени [4-7]. С другой стороны, было показано, что лизин 79, наряду с лизинами 72 и 73 играет важную роль при связывании цитохрома с с кардиолипином мембран [8]. В настоящей работе было изучено влияние лизиновых остатков в положениях 8, 13, 72, 79, 86, 87 на связывание цитохрома с с кардиолипин-содержащей мембраной липосом и индукцию его пероксидазной активности. Нами показано, что замены периферических лизинов в положениях 13, 86 и 87 приводят к значительной активации пероксидазной активности белка в условиях его связывания с кардиолипином мембраны. По всей вероятности, эти лизины участвуют в стабилизации структуры белка и их замена ведет к нарушению координации атома железа гема с метионином 80, которая определяет уровень пероксидазной активности белка. Важно отметить, что пероксидазная активность изученных мутантов цитохрома с в водном растворе оставалась очень низкой и не коррелировала с таковой в комплексе с кардиолипином. В работе также изучалась пермеабилизующая активность данных мутантов в системе кардиолипин-содержащих липосом. В целом индукция пермеабилизации достаточно хорошо коррелировала с пероксидазной активностью. При этом наблюдалось несколько заметных отклонений от данной корреляции, например, в случае мутантов K86E/K87E и K13E. По-видимому, данные лизины могут принимать участие не только в модуляции пероксидазной активности связанных с мембраной белков, но и непосредственно участвовать в процессе формировании белковой или белково-липидной поры. 1. Lange C., et al. Crystal structure of the yeast cytochrome bc1 complex with its bound substrate cytochrome c. Proc Natl Acad Sci U S A. 2002, 99(5):2800-5. 2. Shimada S., et al. Complex structure of cytochrome c-cytochrome c oxidase reveals a novel protein-protein interaction mode. EMBO J. 2017, 36(3):291-300. 3. Josephs TM., et al. Interspecies Variation in the Functional Consequences of Mutation of Cytochrome c. PLoS One. 2015, 10(6):e0130292 4. Rieder R., et al. Comparison of the binding sites on cytochrome c for cytochrome c oxidase, cytochrome bc1, and cytochrome c1. Differential acetylation of lysyl residues in free and complexed cytochrome c. J Biol Chem. 1980, 255(10):4732-9. 5. Smith HT., et al. Electrostatic interaction of cytochrome c with cytochrome c1 and cytochrome oxidase. J Biol Chem. 1981, 256(10):4984-90. 6. Döpner S., et al. The structural and functional role of lysine residues in the binding domain of cytochrome c in the electron transfer to cytochrome c oxidase. Eur J Biochem. 1999, 261(2):379-91. 7. Roberts VA., et al. Definition of the interaction domain for cytochrome c on cytochrome c oxidase. III. Prediction of the docked complex by a complete, systematic search. J Biol Chem. 1999, 274(53):38051-60. 8. Sinibaldi F., et al. Role of lysines in Cytochrome c-cardiolipin interaction. Biochemistry. 2013, 52(26):4578-88