Выполнен рентгеноструктурный анализ церулоплазмина крысы с разрешением 2.3Å

Сотрудники лаборатории рентгеновских методов анализа и синхротронного излучения Института кристаллографии им. А.В. Шубникова ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН провели рентгеноструктурный анализ церулоплазмина крысы с разрешением 2.3Å.

Методом рентгеноструктурного анализа получена структура медь-содержащего белка - церулоплазмина крысы, с наивысшим для этих белков разрешением, 2.3Å. Благодаря использованию рентгеноструктурного анализа обнаружен новый центр связывания иона меди. Дальнейший анализ структуры позволил определить причину наличия дополнительного центра, также было установлено, что связывание иона меди в этом центре способствует усилению антиоксидантных свойств белка почти в 2 раза. Церулоплазмин человека из плазмы крови из-за этих свойств используется как антидот и как препарат для премедикаментации онкопациентов перед химиотерапией.


Рисунок 1
Рис. 1. Новый центр связывания иона меди (LS3) на церулоплазмине крысы (rCp), сравнение с аналогичным центром церулоплазмина человека (hCp) не связывающим медь (слева); общая структура церулоплазмина крысы с обозначением всех центров связывания ионов меди (справа).


Рисунок 2
Рис. 2. Разница в сайте протеолиза у церулоплазмина человека и крысы. (а) наложение общих структур белков. Петля 483-475 подчеркнута зеленым овалом. (б) Зум наложения петли 473-486 церулоплазмина человека и 472-480 церулоплазмина крысы. Карта электронной плотности показана для 472-480 церулоплазмина крысы.


Также структура позволила понять, почему церулоплазмин крысы более стабилен к протеолизу (процессу гидролиза белков, катализируемому ферментами-протеазами) который приводит к блокированию некоторых функций белка. Причина в иной аминокислотной последовательности одной из гибких петель на поверхности белка и ее хорошей структурированности.

Результат может быть использован при разработке модифицированного генноинженерного церулоплазмина c улучшенными свойствами для медицинских целей. Работа выполнена в рамках международного сотрудничества.

Публикация:
Samygina VR, Sokolov AV, Bourenkov G, Schneider TR, Anashkin VA, Kozlov SO, Kolmakov NN, Vasilyev VB. (2017) Rat ceruloplasmin: a new labile copper binding site and zinc/copper mosaic. Metallomics, 9, p.1828-1838, doi: 10.1039/c7mt00157f