ИСТИНА

В наше время электрохимические методы находят всё большее применение в анализе белков. Электрохимическая активность молекул белков определяется: (а) присутствием в активном центре ионов металлов (железа, меди, цинка и др.); (б) наличием коферментов (ФАД, пирролохинолинхинона) [1]; и (или) (с) электроактивными группами аминокислотных остатков (тирозина, триптофана, гистидина, цистеина, цистина и метионина) [2]. Целью данной работы было изучение электрохимической активности белков и входящих в них аминокислот на поверхности графитового печатного электрода, а также поиск количественных закономерностей между электрохимическим сигналом и строением молекул. Для исследования был взят ряд доступных и широко используемых препаратов: альбумины из сыворотки быка (БСА) и человека (ЧСА), миоглобин (Мб), супероксиддисмутаза (СОД), пероксидаза хрена (ПХ), каталаза (Кат), α-химотрипсиноген А (α-Химотр А), γ-глобулины. Структуры белков брали из www.pdb.org. При потенциале 0.6-0.7 В (отн. Ag/AgCl) был зарегистрирован пик, соответствующий окислению остатков трех аминокислот: тирозина, триптофана и цистеина. Используя молекулярное моделирование, было рассчитано количество тирозинов, триптофанов и цистеинов, как во всей молекуле белка, так и на его поверхности. При подсчете количества электроактивных аминокислотных остатков учитывали ориентацию групп атомов, участвующих в электрохимических реакциях. Из полученных данных были построены различные зависимости электрохимического сигнала и числа тирозинов, триптофанов и цистеинов в молекуле белка. Была показана прямая корреляция между регистрируемой площадью пика окисления (на моль белка) и суммарным количеством электроактивных цистеинов, триптофанов и цистеинов, приходящимся на единицу площади поверхности молекулы (плотностью электроактивных аминокислотных остатков) (Рисунок 1). При этом наблюдалось четкое разделение белков на две группы: мономеры и олигомеры. Рисунок 1. Зависимость электрохимического сигнала окисления белков от плотности электроактивных аминокислотных остатков на их поверхности. Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ (Соглашение № 8806 и частично Соглашение № 8274). [1] Karyakin A. A. // Bioelectrochemistry 2012. V. 88. P. 70-75. [2] Brabec V., Mornstein V. // Biochimica et Biophysica Acta - Protein Structure. 1980. V. 625. P. 43-50.