ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА ЖЕЛТОГО ФЛУОРЕСЦЕНТНОГО БЕЛКА zYFP538 (Zoanthus sp.) ПРИ РАЗРЕШЕНИИ 1.8 Å

© 2007 г. Н. В. Плетнева^#, С. В. Плетнев*, Д. М. Чудаков, Т. В. Тихонова*, В. О. Попов*, В. И. Мартынов, А. Влодавер***, З. Даутер**, В. З. Плетнев

^#Тeл.: (495) 330-75-10; e-mail: [email protected]

Институт биоорганической химии им. акад. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН, 117997 ГСП, Москва, В-437, ул. Миклухо-Маклая, 16/10;
*Институт биохимии им. А.Н. Баха РАН, Москва;
**Центр синхротронного излучения, Национальный институт рака, Аргонн, Иллинойс, США;
***Лаборатория макромолекулярной кристаллографии, Национальный институт рака, Фредерик, Мэриленд, США

Поступила в редакцию 18.01.2007 г. Принята к печати 22.01.2007 г.

Пространственная структура тетрамерной формы желтого флуоресцентного белка zYFP538 (zFP538) из морского полипа рода Zoanthus sp. установлена методом рентгеноструктурного анализа при разрешении 1.8 Ǻ. Мономер zYFP538 имеет типичную для зеленых флуоресцентных белков (GFP) структуру, представляющую собой β-бочонок, сформированный из 11 антипараллельных β-сегментов и одной центральной α-спирали, содержащей хромофор. Аналогично TurboGFP в структуре zYFP538 обнаружена заполненная водой пора, ведущая к остатку Tyr67 хромофора, которая, предположительно, обеспечивает доступ молекулярного кислорода, необходимого для созревания хромофора. В результате посттрансляционной модификации хромофоробразующей триады -Lys66-Tyr67-Gly68- формируется трициклическая структура, состоящая из пятичленного имидазолинонового цикла, фенольного кольца остатка Tyr67 и дополнительного шестичленного тетрагидропиридинового цикла. Образование хромофора завершается фрагментацией основной цепи по связи С^α–N остатка Lys66. Сделано предположение, что причиной, инициирующей переход от зеленой бициклической формы к желтой – трициклической, является энергетический конфликт между положительно заряженной боковой цепью остатка Lys66 хромофора с гидрофобным окружением из боковых цепей остатков Ile44, Leu46, Phe65, Leu204 и Leu219. Анализ стереохимии контактирующих поверхностей на интерфейсах тетрамера выявил группу ключевых консервативных остатков, ответственных за олигомеризацию. Наряду с другими остатками их следует учитывать при создании мономерных форм, используемых в качестве маркеров белков и клеточных органелл.

Ключевые слова: GFP-подобные белки, желтый флуоресцентный белок, Zoanthus sp., кристаллическая структура, структура хромофора, структура тетрамерa, межсубъединичные интерфейсы.

Биоорг. химия 2007, 33(4): 421-430