Изучение методом ЯМР внутренних движений белка барназа при различных вязкостях. Московский физико-технический институт (государственный университет). МФТИ (ГУ)

И. Э. Гагнидзе, Корчуганов Денис Сергеевич, м.н.с. ИБХ РАН

Институт биоорганической химии РАН

Московский Физико-Технический Институт

В данной работе исследовалась динамика белка барназы. Барназа - внеклеточный фермент, секретируемый Bacillus amyloliquefaciens, принадлежащий классу небольших бактериальных рибонуклеаз. Она состоит из 110 аминокислотных остатков, ее масса 12382 Дальтон. Ген барназы был клонирован и экспрессирован в Escherichia coli, что позволяет производить ${}^{15}N$ -меченый белок в достаточных количествах. Обеспечивается выход продукта порядка 80-100 мг/л.

Многие методы изучения динамики белков в растворе предполагают использование ${}^{15}N$ -меченых белков и опираются на измерение скоростей релаксации намагниченности ядер ${}^{15}N$ . Зная скорости релаксации и применяя те или иные теоретические модели, можно с хорошей точностью получить необходимые времена как для броуновского вращательного движения всего белка, так и для внутренних движений в белке.

Основной сложностью при исследовании динамики белков является то, что зачастую внутренние вращательные движения белка лежат в одном и том же наносекундном временном диапазоне. Было предложено провести измерения скоростей релаксации в растворах с различной вязкостью. В качестве более вязкого растворителя использовался глицерин, процентные концентрации которого составляли 0, 8, 16, 20, при этом коэффициенты трансляционной диффузии оказались равными $1,428 \pm 0,004, 1,201 \pm 0,005, 0,989 \pm 0,005, 0,829 \pm 0,002 10^{-6}см^2/с$ соответственно. Наличие релаксационных данных при различных вязкостях раствора позволит разделить внутренние и вращательные движения белка. Также было найдено значение времени вращательной корреляции $\tau_R$ , равное $5,6 \pm 0,1 нс$ . Оно будет использовано в дальнейшем для вычисления параметров внутренних движений.