Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 54298 МЕДИЦИНСКАЯ БИОФИЗИКА И БИОФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ MEDICAL BIOPHYSICS AND BIOPHYSICAL CHEMISTRY МЕДИЦИНСКАЯ БИОФИЗИКА И БИОФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ EFFECT OF THE LIPID MATRIX COMPOSITION ON RECONSTITUTION AND FUNCTIONAL ACTIVITY OF OMPF PORIN FROM YERSINIA RUCKERI ВЛИЯНИЕ СОСТАВА ЛИПИДНОГО МАТРИКСА И ТЕМПЕРАТУРЫ НА РЕКОНСТРУКЦИЮ И ФУНКЦИОНАЛЬНУЮ АКТИВНОСТЬ OMPF ПОРИНА ИЗ YERSINIARUCKERI Набережных Г А Naberezhnykh G A Чистюлин Д К Chistyulin D K Хоменко В А Khomenko V A Сидорин Е В Sidorin E V Портнягина О Ю Portnyagina O Yu Новикова О Д Novikova O D novolga_05@mail.ru Тихоокеанский институт биоорганической химии им. Г.Б. Елякова ДВО РАН ru G.B. Elyakov Pacific Institute of Bioorganic Chemistry, Far Eastern Branch of the RAS ru Тихоокеанский институт биоорганической химии им. Г.Б. Елякова ДВО РАН ru G.B. Elyakov Pacific Institute of Bioorganic Chemistry, Far Eastern Branch of the RAS ru Тихоокеанский институт биоорганической химии им. Г.Б. Елякова ДВО РАН ru G.B. Elyakov Pacific Institute of Bioorganic Chemistry, Far Eastern Branch of the RAS ru Тихоокеанский институт биоорганической химии им. Г.Б. Елякова ДВО РАН ru G.B. Elyakov Pacific Institute of Bioorganic Chemistry, Far Eastern Branch of the RAS ru Тихоокеанский институт биоорганической химии им. Г.Б. Елякова ДВО РАН ru G.B. Elyakov Pacific Institute of Bioorganic Chemistry, Far Eastern Branch of the RAS ru Тихоокеанский институт биоорганической химии им. Г.Б. Елякова ДВО РАН ru G.B. Elyakov Pacific Institute of Bioorganic Chemistry, Far Eastern Branch of the RAS ru 25 06 2018 25 06 2018 3 2 384 387 20 06 2018 20 06 2018 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/54298/view

С помощью липосомальной модели установлена прямая зависимость между изменениями в молекулярной структуре неспецифических поринов наружной мембраны грамотрицательных бактерий, происходящими под действием температуры, и функциональной активностью этих белков. В работе были использованы: OmpF порин из Y. ruckeri , бактерии патогенной для рыб и в качестве белка сравнения классический OmpF порин из E. coli . Установлено, что в отличие от порина из E. coli, OmpF порин из Y. ruckeri более устойчив к действию температуры. Для обоих белков показано, что стабильное освобождение флуорометки наблюдается до температуры, не превышающей критическую температуру диссоциации тримеров белков на мономеры, при более высокой температуре наблюдается резкое снижение каналообразующей активности поринов. Высказано предположение о том, что необратимые конформационные изменения в мономерах поринов, происходящие в результате термоденатурации, «не позволяют» им образовывать проводящий тримерный канал даже в липидном окружении.

Using liposome model, a direct relationship between changes in the molecular structure of the nonspecific porins of the outer membrane of Gram-negative bacteria that occur under the influence of temperature and the functional activity of these proteins has been established. OmpF porin from Y. ruckeri , bacteria pathogenic for fish and classical OmpF porin from E. coli as a comparison protein were used in the study. It was found that unlike porin from E. coli , OmpF porin from Y. ruckeri is more resistant to temperature. For both proteins, stable release of the fluorophore was observed up to a temperature not exceeding the critical temperature of the dissociation of trimers of the proteins into monomers, at a higher temperature a sharp decrease in the channel- forming activity of the porins was found. It is suggested that irreversible conformational changes in the porin monomers that occur as a result of thermal denaturation "do not allow" them to form a conducting trimeric channel even in a lipid environment.

 порин нанопоры липосомальная модель функциональная активность porin nanopores liposomal model functional activity

Majd S., Yusko E.C., Billeh Y.N., Macrae M.X., Yang J., Mayer M. Applications of biological pores in nanomedicine, sensing, and nanoelectronics. Curr Opin Biotechnol., 2010, vol. 21, pp. 439-476. Majd S., Yusko E.C., Billeh Y.N., Macrae M.X., Yang J., Mayer M. Applications of biological pores in nanomedicine, sensing, and nanoelectronics. Curr Opin Biotechnol., 2010, vol. 21, pp. 439-476. Pradeep H., Rajanikant G.K. Nanochannels: biological channel analogues. IET Nanobiotechnol., 2012, vol. 6, no. 2, pp. 63-70. Pradeep H., Rajanikant G.K. Nanochannels: biological channel analogues. IET Nanobiotechnol., 2012, vol. 6, no. 2, pp. 63-70. Schulz G.E. The structure of bacterial outer membrane proteins. Biochim. Biophys. Acta, 2002, vol. 1565, pp. 308-317. Schulz G.E. The structure of bacterial outer membrane proteins. Biochim. Biophys. Acta, 2002, vol. 1565, pp. 308-317. Koebnick R., Locher K.P., Van Gelder P. Structure and function of bacterial outer membrane proteins: barrels in a nutshell. Mol. Microbiol., 2000, vol. 37, pp. 239-253. Koebnick R., Locher K.P., Van Gelder P. Structure and function of bacterial outer membrane proteins: barrels in a nutshell. Mol. Microbiol., 2000, vol. 37, pp. 239-253. Набережных Г.А., Карпенко А.А, Горбач В. И., Хоменко. В.А., Новикова О.Д., Кульчин Ю.Н. Исследование морфологии надмолекулярных структур белка-порина из Yersinia pseudotuberculosis в липидном бислое методом атомно-силовой микроскопии. Актуальные вопросы биологической физики и химии. БФФХ - 2016, 2016, т. 2, c. 32-36. [Naberezhnykh G. A, Karpenko A.A., Gorbach V. I., Khomenko V.A., Novikova O.D., Kulchin Yu.N. Morphology of supramolecular structures of pore-forming protein from Yersinia pseudotuberculosis in lipid bilayer by atomic force microscopy. Russian Journal of Biological Physics and Chemistry, 2016, vol. 2, pp. 32-36. (In Russ.)] Naberezhnyh G.A., Karpenko A.A, Gorbach V. I., Homenko. V.A., Novikova O.D., Kul'chin Yu.N. Issledovanie morfologii nadmolekulyarnyh struktur belka-porina iz Yersinia pseudotuberculosis v lipidnom bisloe metodom atomno-silovoy mikroskopii. Aktual'nye voprosy biologicheskoy fiziki i himii. BFFH - 2016, 2016, t. 2, c. 32-36. [Naberezhnykh G. A, Karpenko A.A., Gorbach V. I., Khomenko V.A., Novikova O.D., Kulchin Yu.N. Morphology of supramolecular structures of pore-forming protein from Yersinia pseudotuberculosis in lipid bilayer by atomic force microscopy. Russian Journal of Biological Physics and Chemistry, 2016, vol. 2, pp. 32-36. (In Russ.)] Новикова О.Д., Ким Н.Ю., Лукьянов П.А., Емельяненко В.И., Кузнецова С.М., Лихацкая Г.Н., Соловьева Т.Ф. Влияние рН на структуру и функциональную активность порина из наружной мембраны Yersinia pseudotuberculosis (иерсинина) Сообщение 2. рН-Индуцированные конформационные интермедиаты порина из наружной мембраны Y. pseudotuberculosis. Биол. мембраны, 2007, т. 24, № 2, с. 159-168. [Novikova O. D., Kim N. Yu., Luk’yanov P. A., Likhatskaya G. N., Emel’yanenko V. I., Solov’eva T. F. Effects of pH on Structural and Functional Properties of Porin from the Outer Membrane of Yersinia pseudotuberculosis. II. Characterization of pH-Induced Conformational Intermediates of Yersinin. Membrane and Cell Biology, 2007, vol. 1, no. 2, pp. 154-162. (In Russ.)] Novikova O.D., Kim N.Yu., Luk'yanov P.A., Emel'yanenko V.I., Kuznecova S.M., Lihackaya G.N., Solov'eva T.F. Vliyanie rN na strukturu i funkcional'nuyu aktivnost' porina iz naruzhnoy membrany Yersinia pseudotuberculosis (iersinina) Soobschenie 2. rN-Inducirovannye konformacionnye intermediaty porina iz naruzhnoy membrany Y. pseudotuberculosis. Biol. membrany, 2007, t. 24, № 2, s. 159-168. [Novikova O. D., Kim N. Yu., Luk’yanov P. A., Likhatskaya G. N., Emel’yanenko V. I., Solov’eva T. F. Effects of pH on Structural and Functional Properties of Porin from the Outer Membrane of Yersinia pseudotuberculosis. II. Characterization of pH-Induced Conformational Intermediates of Yersinin. Membrane and Cell Biology, 2007, vol. 1, no. 2, pp. 154-162. (In Russ.)] Novikova O.D., Chistyulin D.K., Khomenko V.A., Sidorin E.V., Kim N.Yu., Sanina N.M., Portnyagina O.Yu., Solov'eva T.F., Uversky V.N., Shnyrov V.L. Peculiarities of thermal denaturation of OmpF porin from Yersinia ruckeri. Molecular BioSystems, 2017, vol. 13, pp. 1854-1862. Novikova O.D., Chistyulin D.K., Khomenko V.A., Sidorin E.V., Kim N.Yu., Sanina N.M., Portnyagina O.Yu., Solov'eva T.F., Uversky V.N., Shnyrov V.L. Peculiarities of thermal denaturation of OmpF porin from Yersinia ruckeri. Molecular BioSystems, 2017, vol. 13, pp. 1854-1862. Rosenbusch J.P. Characterization of the major envelope protein from Escherichia coli. Regular arrangement on the peptidoglycan and unusual dodecyl sulfate binding. J. Biol. Chem., 1974, vol. 249, no. 24, pp. 8019-8029. Rosenbusch J.P. Characterization of the major envelope protein from Escherichia coli. Regular arrangement on the peptidoglycan and unusual dodecyl sulfate binding. J. Biol. Chem., 1974, vol. 249, no. 24, pp. 8019-8029.