Кластеризация белковых молекул в водно-солевых растворах лизоцима

Автор: Рожков Сергей Павлович, Горюнов Андрей Сергеевич

Журнал: Ученые записки Петрозаводского государственного университета @uchzap-petrsu

Статья в выпуске: 4 (125), 2012 года.

Бесплатный доступ

Методом электронного парамагнитного резонанса показано, что среднее расстояние между спин-мечеными молекулами лизоцима (35 мг/мл) немонотонно и обратимо изменяется в зависимости от концентраций NaCl в диапазоне от 0 до 3 моль/л параллельно с изменениями гетерогенности раствора. Полученные результаты интерпретируются на основе представления о непрерывных закритических фазовых переходах и формировании различных типов белковых кластеров.

Дипольное взаимодействие спин-меток, кластеры белка, фазовая диаграмма

Короткий адрес: https://sciup.org/14750147

IDR: 14750147

Список литературы Кластеризация белковых молекул в водно-солевых растворах лизоцима

Базаров И. П. Термодинамика. М.: Высш. шк., 1983. 344 с.
Вассерман А. М., Коварский А. Л. Спиновые метки и зонды в физикохимии полимеров. М.: Наука, 1986. 246 с.
Кяйвяряйнен А. И., Рожков С. П. Сравнительный анализ времен корреляции молекул лизоцима и лизоцима в комплексе с ингибитором в области физиологических температур методом спиновой метки//Биофизика. 1987. Т. 32. № 1. С. 22-25.
Лихтенштейн Г. И. Метод спиновых меток в молекулярной биологии. М.: Наука, 1974. 256 с.
Лихтенштейн Г. И., Ахмедов Ю. Д., Иванов Л. В., Криницкая Л. А., Коханов Ю. В. Изучение молекул лизоцима методом спиновых меток//Молекулярная биология. 1974. T. 8. № 1. C. 48-57.
Рожков С. П. Трехкомпонентная система вода-биополимер-ионы как модель молекулярных механизмов осмотического гомеостаза//Биофизика. 2001. Т. 46. № 1. С. 53-59.
Рожков С. П. Критические явления, фазовые равновесия и структурно-температурный оптимум гомеостаза в модельной системе вода-биополимер-электролит//Биофизика. 2005. Т. 50. № 2. С. 115-122.
Семенченко В. К. Избранные главы теоретической физики. М.: Просвещение, 1966. 396 с.
Ahrer K., Buchacer A., Iberer G., Jungbauer A. Thermodynamic stability and formation of aggregates of human immunoglobulin G characterized by differential scanning alorimetry and dynamic light scattering//J. Biochem. Biophys. Methods. 2006. Vol. 66. № 1-3. P. 73-86.
Arakawa T., Timasheff S. N. Mechanism of protein salting in and salting out by divalent salts: balance between hydration and salt binding//Biochemistry. 1984. Vol. 23. № 25. P. 5912-5923.
Asherie N. Protein crystallization and phase diagrams//Methods. 2004. Vol. 34. № 3. P 266-272.
Bostrom M., Williams D. R. M., Ninham B. W. Specific ion effects: why the properties of lysozyme in salt solutions follow a Hofmeister series//Biophys. J. 2003. Vol. 85. № 2. P. 686-694.
Dumetz A. C., Chockla A. M., Kaler E. W., Lenhoff A. M. Protein phase behavior in aqueous solutions: crystallization, liquid-liquid phase separation, gels, and aggregates//Biophys. J. 2008. Vol. 94. № 2. P. 570-583.
Fukasawa T., Sato T. Versatile application of indirect Fourier transformation to structure factor analysis: from X-ray diffraction of molecular liquids to small angle scattering of protein solutions//Phys. Chem. Chem. Phys. 2011. Vol. 13. № 8. P. 3187-3196.
Georgalis Y., Umbach P., Soumpasis D. M., Saenger W. Dynamic and microstructure formation during nucleation of lysozyme solutions//J. Am. Chem. Soc. 1998. Vol. 120. № 22. P. 5539-5548.
Glico O., Pan W., Katsonis P., Neumaier N., Galkin O., Weinkauf S., Vekilov P. G. Metastable liquid clusters in super and undersaturated protein solutions//J. Phys. Chem. B. 2007. Vol. 111. № 12. P. 3106-3114.
Hill S. E., Robinson J., Matthews G., Musсhol M. Amyloid protofibrils of lysozyme nucleate and grow via oligomer fusion//Biophys. J. 2009. Vol. 96. № 9. P. 3781-3790.
Igarashi K., Azuma M., Kato J., Ooshima H. The initial stage of crystallization of lysozyme: a differential scanning calorimetric (DSC) study//J. Cryst. Growth. 1999. Vol. 204. № 1-2. P. 191-200.
Ionita P., Caragheorgheopol A., Gilbert B. C., Chechik V. Dipole-dipole interactions in spin-labeled Au nanoparticles as a measure of interspin distances//J. Phys. Chem. B. 2005. Vol. 109. № 9. P. 3734-3742.
Mevorat-Kaplan K., Veiner L., Sheves M. Spin-labeling of Natronomonas pharaonis halorodopsin: Probing the cysteine residues environment//J. Phys. Chem. B. 2006. Vol. 110. № 17. P. 8825-8831.
Muschol M., Rozenberger F. Liquid-liquid phase separation in supersaturated lysozyme solutions and associated precipitate formation/crystallization//J. Chem. Phys. 1997. Vol. 107. № 6. P. 1953-1962.
Nanev C. N. On slow protein crystal nucleation: cluster-cluster aggregation on diffusional encounters//Cryst. Res. Technol. 2009. Vol. 44. № 1. P. 7-12.
Niimura N., Minezaki Y., Ataka M., Katsura T. Aggregation in supersaturated lysozyme solution studied by time-resolved small angle neutron scattering//J. Cryst. Growth. 1995. Vol. 154. № 1-2. P. 136-144.
Nishi H., Miyajima M., Nakagami H., Noda M., Uchiyama S., Fukui K. Phase separation of an IgG1 antibody solution under a low ionic strength condition//Pharm. Res. 2010. Vol. 27. № 7. P. 1348-1360.
Pan W., Vekilov P. G., Lubchenko V. Anomalous mesoscopic phases in protein solutions//J. Phys. Chem. B. 2010. Vol. 114. № 22. P. 7620-7630.
Piazza R. Protein interacton and association: an open challenge for colloid science//Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2004. Vol. 8. № 6. P 515-522.
Porcar L., Falus P., Chen W.-R., Faraone A., Fratini E., Hong K., Baglioni P., Liu Y. Formation of the dynamic clusters in concentrated lysozyme protein solutions//J. Phys. Chem. Lett. 2010. Vol. 1. № 1. P. 126-129.
Retailleau P., Ries-Kautt M., Ducruix A. No salting in of lysozyme chloride observed at low ionic strength over a large range of pH//Biophys. J. 1997. Vol. 73. № 4. P. 2156-2163.
Rozhkov S. P. Phase transitions and precrystallization processes in a water-protein-electrolyte system//J. Cryst. Growth. 2004. Vol. 273. № 1-2. P. 266-279.
Rozhkov S. P., Goryunov A. S. Effects of inorganic salts on the structural heterogeneity of serum albumin solutions//Eur. Biophys. J. 2000. Vol. 28. № 8. P. 639-645.
Rozhkov S. P., Goryunov A. S. Thermodynamic study of protein phases formation and clustering in model water-protein-salt solutions//Biophys. Chem. 2010. Vol. 151. № 1-2. P. 22-28.
Shukla A., Mylonas E., Di Cola E., Finet S., Timmins P., Narayanan T., Svergun D. I. Absence of equilibrium cluster phase in concentrated lysozyme solutions//Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2008. Vol. 105. № 13. P. 50755080.
Stradner A., Cardinaux F., Schurtenberger P. A small-angle scattering study on equilibrium clusters in lysozyme solutions//J. Phys. Chem. B. 2006. Vol. 110. № 42. P. 21222-21231.
Trewhella J. The different views from small angles//Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2008. Vol. 105. № 13. P. 4967-4968.
Vekilov P. G. Metastable mesoscopic phases in concentrated protein solutions//Ann. N. Y. Acad. Sci. 2009. Vol. 1161. № 4. P. 377-386.
Weber S., Wolff T., von Bunau G. Molecular mobility in liquid and in frozen micellar solutions. EPR spectroscopy of nitroxide free radicals//J. Colloid Interface Sci. 1996. Vol. 184. № 1. P. 163-169.

Еще

Статья научная