Влияние фосфолипидов на связывание бромтимолового синего метгемоглобином
Исследовали связывание сульфофталеинового красителя бромтимолового синего с метгемоглобином при образовании белок-липидного комплекса. Показано, что взаимодействие метгемоглобина с липосомами из смеси фосфатидилхолина с кардиолипином сопровождается существенными изменениями конформации белка....
Gespeichert in:
| Datum: | 1990 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
1990
|
| Schriftenreihe: | Биополимеры и клетка |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/154083 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Влияние фосфолипидов на связывание бромтимолового синего метгемоглобином / Г. П. Горбенко // Биополимеры и клетка. — 1990. — Т. 6, № 5. — С. 103-105. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-154083 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1540832019-06-16T01:26:32Z Влияние фосфолипидов на связывание бромтимолового синего метгемоглобином Горбенко, Г.П. Краткие сообщения Исследовали связывание сульфофталеинового красителя бромтимолового синего с метгемоглобином при образовании белок-липидного комплекса. Показано, что взаимодействие метгемоглобина с липосомами из смеси фосфатидилхолина с кардиолипином сопровождается существенными изменениями конформации белка. Досліджували зв’язування сульфофталеїнового барвника бромтимолового синього з метгемоглобіном при утворенні білок-ліпідного комплексу. Показано, що взаємодія метгемоглобіну з ліпосомами із суміші фосфатидилхоліну з кардіоліпіном супроводжується суттєвими змінами конформації білка. The binding of bromthymol blue to methemoglobin during protein-lipid complex formation has been investigated. The methemoglobin interaction with liposomes consisting of phosphatidylcholine and cardiolipin mixture is shown to be followed by considerable changes of the protein conformation. 1990 Article Влияние фосфолипидов на связывание бромтимолового синего метгемоглобином / Г. П. Горбенко // Биополимеры и клетка. — 1990. — Т. 6, № 5. — С. 103-105. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. 0233-7657 DOI: http://dx.doi.org/10.7124/bc.000296 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/154083 577.37 ru Биополимеры и клетка Інститут молекулярної біології і генетики НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Краткие сообщения Краткие сообщения |
| spellingShingle |
Краткие сообщения Краткие сообщения Горбенко, Г.П. Влияние фосфолипидов на связывание бромтимолового синего метгемоглобином Биополимеры и клетка |
| description |
Исследовали связывание сульфофталеинового красителя бромтимолового синего с метгемоглобином при образовании белок-липидного комплекса. Показано, что взаимодействие метгемоглобина с липосомами из смеси фосфатидилхолина с кардиолипином сопровождается существенными изменениями конформации белка. |
| format |
Article |
| author |
Горбенко, Г.П. |
| author_facet |
Горбенко, Г.П. |
| author_sort |
Горбенко, Г.П. |
| title |
Влияние фосфолипидов на связывание бромтимолового синего метгемоглобином |
| title_short |
Влияние фосфолипидов на связывание бромтимолового синего метгемоглобином |
| title_full |
Влияние фосфолипидов на связывание бромтимолового синего метгемоглобином |
| title_fullStr |
Влияние фосфолипидов на связывание бромтимолового синего метгемоглобином |
| title_full_unstemmed |
Влияние фосфолипидов на связывание бромтимолового синего метгемоглобином |
| title_sort |
влияние фосфолипидов на связывание бромтимолового синего метгемоглобином |
| publisher |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України |
| publishDate |
1990 |
| topic_facet |
Краткие сообщения |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/154083 |
| citation_txt |
Влияние фосфолипидов на связывание бромтимолового синего метгемоглобином / Г. П. Горбенко // Биополимеры и клетка. — 1990. — Т. 6, № 5. — С. 103-105. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. |
| series |
Биополимеры и клетка |
| work_keys_str_mv |
AT gorbenkogp vliâniefosfolipidovnasvâzyvaniebromtimolovogosinegometgemoglobinom |
| first_indexed |
2025-07-14T05:37:42Z |
| last_indexed |
2025-07-14T05:37:42Z |
| _version_ |
1837599516233039872 |
| fulltext |
в Краткие
сообщения
У Д К 577.37
© Г. П. Горбенко, 1990
ВЛИЯНИЕ ФОСФОЛИПИДОВ НА СВЯЗЫВАНИЕ
БРОМТИМОЛОВОГО СИНЕГО МЕТГЕМОГЛОБИНОМ
Исследовали связывание сульфофталеинового красителя бромтимолового синего с мет-
гемоглобином при образовании белок-липидного комплекса. Показано, что взаимодей-
ствие метгемоглобина с липосомами из смеси фосфатидилхолина с кардиолипином
сопровождается существенными изменениями конформации белка.
Введение. В настоящее время в связи с развитием концепции струк-
турной лабильности биомембран [1—3] особую актуальность приобре-
тают исследования информационных перестроек их основных компо-
нентов — белков и липидов. Одним из информативных подходов к вы-
яснению механизмов модифицирующего влияния фосфолипидов на
структурное состояние белков является изучение сорбции красителей
на поверхности белковой молекулы [2]. Ранее было показано, что во-
дорастворимые белки, в частности гемоглобин, взаимодействуют с
модельными и природными мембранами с образованием комплексов,
стабилизируемых электростатическими и гидрофобными силами [4—7].
Цель настоящей работы заключалась в исследовании конформа-
ционных изменений метгемоглобина при образовании белок-липидного
комплекса с помощью анионного красителя бромтимолового синего
(БТС).
Материалы и методы. В работе использовали фосфатидилхолин (ФХ), кардиоли-
пин (КЛ), фосфатидилсерин (ФС) («Бакпрепарат>, Харьков), БТС («Реахим»), Мет-
гемоглобин получали из оксигемоглобина, выделенного по методу [8], добавлением
2 M избытка феррицианида калия. Для приготовления липосом из смесей ФХ с КЛ или
ФС липидную суспензию озвучивали 3 мин при 4 °С с помощью диспергатора УЗДН-1
на частоте 22 кГц. В работе использовали липосомы, полученные после осаждения
многослойных везикул центрифугированием 30 мин при 30 ООО g. Концентрацию фос-
фолипидов в супернатанте определяли по неорганическому фосфату [9].
Реакцию комплексообразования проводили в 0,01 M трис-HCl буфере, рН 7,4,
при 25 °С в течение 60 мин. Зависимости сорбции БТС от концентрации красителя
получали при молярном соотношении липид : белок ( L / P ) ~ 2 0 , а влияние ионной силы
на связывание БТС исследовали при L / P ~ 5 0 . При таких соотношениях липид : белок
большая часть молекул липида находится в связанном с белком состоянии, и в белок-
АИПИДНОЙ системе краситель сорбируется, В основном, на поверхности белок-липидного
комплекса. Оптическую плотность растворов измеряли на спектрофотометре СФ-46.
Результаты и обсуждение. Связывание БТС с метгемоглоби-
ном и липосомами сопровождается уменьшением интенсивности спек-
тральной полосы с максимумом при 615 нм. Как следует из таблицы,
сорбция БТС на поверхности белка мало зависит от ионной силы, что
согласуется с литературными данными о преимущественном вкладе
гидрофобных взаимодействий в стабилизацию комплекса БТС с метге-
моглобином [10]. Наряду с этим экранирование отрицательного заряда
ФС и КЛ при повышении концентрации соли приводит к усилению
связывания красителя с липосомами. В белок-липидной системе метге-
I S S N 01233-7657. Б И О П О Л И М Е Р Ы И КЛЕТКА. 1990. Т. 6. № 5 103
моглобин — ФХ : KJI увеличение ионной силы практически не влияло
на связывание БТС, а в системе метгемоглобин — ФХ : ФС приводило·
к усилению сорбции красителя (таблица). Можно предположить, что
при взаимодействии метгемоглобина с липосомами из ФХ и ФС струк-
турное состояние белка существенно не изменяется, и при повышении
ионной силы сорбция БТС в белок-липидной системе возрастает за
Относительное изменение оптической
плотности БТС (5-Ю-5 М)
при 615 нм (%)
Relative change of the bromthymol blue
(5-10~ъ Μ) optical density at
615 nm (%)
Зависимости изменения оптической плот-
ности при 615 нм от концентрации БТС: 1 —
метгемоглобин, 1·10~5 М; 2 — ФХ:КЛ,
2 - Ю - 4 М; З — ФХ : ФС, 2 - Ю - 4 М; 4 — мет-
гемоглобин — ФХ : КЛ; 5—метгемогло-
бин— ФХ : ФС
Система
0.01 M
трис-НСІ-
буфер,
рН 7,4
0,01 M
трис-НСІ-
буфер,
рН 7,4,
0,15 M
NaCl
Метгемоглобин,
4 -Ю- 6 M 17+3 19±4
Липосомы,
ФХ : КЛ (3 : 1)
2 -Ю- 4 M 15±2 3 2 ± 3
Липосомы,
ФХ : ФС (3 : 1)
2 - Ю - 4 M 3 5 + 4 4 9 + 3
Метгемоглобин —•
ФХ : КЛ (3 : 1) 7 0 + 4 7 0 ± 4
Метгемоглобин —
ФХ : ФС ( 3 : 1 ) 53+4 6 3 ± 3
Plots of the optical density change at 615 nm
vs the concentration of bromthymol blue: 1 —
methemoglobin, 1 -Ю- 5 M; 2 — phosphatidyl-
choline: cardiolipin, 2 - Ю - 4 M; 3—phospha-
tidylcholine: phosphatidylserine, 2 - Ю - 4 M;
4 — methemoglobin — PC : CL; 5 — methemo-
globin — PC : PS
счет усиления связывания кра-
сителя с липосомами. Вместе с
тем взаимодействие метгемогло-
бина с везикулами из ФХ и KJl,
по-видимому, сопровождается
изменением конформации белка
и возникновением дополнительных центров сорбции красителя, в сос-
тав которых, кроме неполярного фрагмента белковой молекулы, вхо-
дят катионные группы [11]. Таким образом, в системе метгемогло-
бин—ФХ : KJI в отличие от свободного белка увеличение ионной силы
приведет к снижению связывания красителя с белком и к усилению
связывания БТС с липосомами. Вероятно, взаимная компенсация вкла-
дов этих двух факторов и обусловливает характер влияния ионной
силы на сорбцию БТС в системе метгемоглобин — ФХ : KJI.
Для оценки параметров связывания красителя с нативным метге-
моглобином и метгемоглобином, образующим комплекс с фосфолипи-
дами, использовали зависимости изменения оптической плотности при
615 нм ( A D 6 I s ) от концентрации БТС (рисунок). При нейтральных рН
раствор БТС представляет собой смесь кислой (БТС -) и щелочной.
(БТС2 -) форм [10]. Известно, что при взаимодействии БТС с метгемо-
глобином и фосфолипидами рКа красителя повышается [10, 14]. В ре-
зультате уменьшается концентрация БТС 2 - и снижается интенсивность
спектральной полосы с максимумом при 615 нм, характерной для двух-
зарядной формы красителя [10]. Изменение поглощения AD615 связано
с количеством сорбированного красителя [БТС]адс соотношением [13] ι
[БТС]адс
где К — константа диссоциации формы БТС~; [Н+] — концентрация
ионов водорода; ε = 2,25· IO4 M"1 см- '— молярный коэффициент экс-
тинкции щелочной формы БТС при 615 нм [10].
104 ISSN 01233-7657. БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА. 1990. Т. 6. № 5 103
Зависимость A-Deis (БТС) для красителя, сорбированного на по-
верхности метгемоглобина, входящего в состав комплекса с фосфоли-
пидами, получали следующим образом. Из величины AD6I5, характери-
зующей сорбцию красителя в белок-липидной системе (рисунок, кривые
4, 5) вычитали AD6i5 красителя, связанного с немодифицированными
липосомами (кривые 2, 3). Оказалось, что взаимодействие метгемогло-
бина с липосомами из ФХ и ФС практически не влияет на сорбцию
БТС белком. Это согласуется с высказанным ранее предположением о
том, что в данном случае образование белок-липидного комплекса не
вызывает существенной перестройки структуры белка. Вместе с тем
при связывании метгемоглобина с липосомами из ФХ и KJI сорбция
БТС значительно возрастала. Параметры сорбции красителя — число
участков связывания (η) и константу ассоциации (Ka) —оценивали по
методу Скетчарда [2], определяя количество сорбированного БТС с
помощью соотношения [1]. Для нативного метгемоглобина параметры
связывания составляли: п ~ 5 ; IO3M-1 а для метгемоглобина,
образующего комплекс с липосомами (ФХ:КЛ) , — η ~ 2 0 ; К а ~ 6 Х
XlO 3 M - 1 . Из этих данных следует, что изменение топографии поверх-
ности метгемоглобина при его взаимодействии с фосфолипидами при-
водит к увеличению числа центров связывания БТС в ~ 4 раза. По-
скольку при нейтральных рН нативный гемоглобин связывается
преимущественно с однозарядной формой БТС [10], весьма вероятно,
что наблюдаемое усиление сорбции БТС обусловлено формированием
центров, способных взаимодействовать как с однозарядной, так и с
двухзарядной формами красителя [11, 12].
Таким образом, проведенное исследование сорбции БТС компонен-
тами модельной белок-липидной системы показало, что взаимодействие
метгемоглобина с липосомами из ФХ и КЛ сопровождается существен-
ной перестройкой структуры белка, тогда как образование комплекса
между метгемоглобином и липосомами из ФХ и ФС не вызывает замет-
ных изменений конформации белковой молекулы.
INFLUENCE OF P H O S P H O L I P I D S ON BROMTHYMOL BLUE BINDING
TO METHEMOGLOBIN
G. P. Gorbenko
Sta te University, Kharkov
S u m m a r y
The binding of bromthymol blue to methemoglobin dur ing protein-lipid complex forma-
tion has been investigated. The methemoglobin interaction with liposomes consis t ing of
phosphatidylcholine and cardiolipin mixture is shown to be followed by considerable
changes of the protein conformation.
СПИСОК Л И Т Е Р А Т У Р Ы
1. Конев С. В. Структурная лабильность биологических мембран и регуляторные про-
цессы.— Минск : Наука и техника, 1987,—240 с.
2. Левин С. В. Структурные изменения клеточных мембран.— Л. : Наука, 1976 —
224 с.
3. Benga G. Interact ions between components in biological membranes and their impli-
cat ions for membrane f u n c t i o n / / P r o g r . Biophys Мої. Biol.— 1984 — 43, N 3 —
P. 195—237.
4. Interaction of different forms of hemoglobin with artificial lipid membranes / L. Bos-
si, S. Alema, P. Calissano, E. M a r r a / / B i o c h i m . et biophys. acta.— 1975.— 375, N 3.—
P. 477—482.
5. Shvlro /., Zilber I., Shaklal N. The interaction of hemoglobin with phosphatidylse-
rine vesicles // Ibid.— 1982,— 687, N 1,— P. 63—70
6. Shaklai H., Yguerabide J., Ranney H. Classification and localization of hemoglobin
binding sites on the red blood cell membranes / /Biochemis t ry .— 1977.—16, N 25—
P. 5593—5597.
Окончание см. на 3-й с. обложки.
ISSN 01233-7657. БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА. 1990. Т. 6. № 5 103
Окончание. Начало см. на с. 103—105.
7. Изучение взаимодействия метгемоглобина с фосфолипидными бислойными мембра
нами методом флуоресценции / И. П. Ушакова, И. А. Василенко, Г. А. Серебрен
никова, Р. П. Евстигнеева/ /Биоорг . химия.— 1981.— 7, № 4.— С. 613—620.
8. Получение очищенного препарата гемоглобина и изучение его свойств / Г. Я. Розен-
берг, Е. П. Вязова, Г. Н. Иванова и д р . / / П р о б л . гематологии и переливания кро
ви.— 1975.—20, № 1 1 . — С . 25—29.
9. Кейтс М. Техника липидологии.— М. : Мир, 1975.— 322 с.
10. The interaction of bromthymol blue with hemoglobin and its effect on the oxygen
equilibrium / E. Antonini, J. Wyman, R. Moretti , R. A. Flanell i // Biochim. et biophys.
acta.— 1963.— 71, H 1.—P. 124—138.
11. Варецкая Т. В., Рябоконь Р. М. О взаимодействии белков с анионами бромтимоло-
вого синего/ /Укр. биохим. журн.— 1960.— 32, № 4.— С. 507—515.
12. Белицер В. А., Варецкая Т. В. Связывание красителей белками в нативном, дена
турированном и химически модифицированном состоянии/ /Там же.— 1959.— 31,
№ 2 .—С. 171—185.
13. Colonna R., Dell'Antone P., Azzone С. Binding changes and apparent pK shifts of
bromthymol blue as tools for mitochondrial r eac t ions / /Arch . Biochem. and BioDhvs.—
1972.— 151, N 1.—P. 295—303.
14. Mashimo Т., Uede I. Hydrophilic region of lecithin membranes studied by bromthymol
blue and effects of an inhalation anesthetic, e n f l u r a n e / / P r o c . Nat. Acad. Sci. USA.—
1979.—76, N 10.—P. 5114—5118.
Харьк. гос. ун-т Получено 25.10.89
|