ИССЛЕДОВАНИЕ ФОТОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И ФИЛОГЕНИИ РАСТИТЕЛЬНЫХ БЕЛКОВ СЕМЕЙСТВА WSCP
Аннотация
Показана способность хлорофилла в составе белков семейства WSCP (Water-Soluble Chlorophyllbinding Proteins) фотосенсибилизировать окислительные редокс-реакции. Облучение красным светом рекомбинантных хлорофилл-белковых комплексов WSCP подклассов IIa и IIb в присутствии донора электрона (NADH) приводило к окислению донора, т.е., у данных пигмент-белковых комплексов была выявлена фотохимическая активность. При этом не происходило фотодеструкции хлорофилла в составе WSCP, что указывает на фотокаталитический характер обнаруженной редокс-реакции. Кинетические константы фотоокисления NADH были выше для WSCP подкласса IIa (BoWSCP), чем для подкласса IIb (LvWSCP). Для объяснения разности фотосенсибилизирующей активности представителей разных подклассов WSCP был проведен биоинформатический анализ белков класса II данного семейства. С этой целью был проведен поиск членов семейства WSCP в базе данных белковых последовательностей UniProt с алгоритмом поиска BLAST с последующим их множественным выравниванием и построением филогенетического дерева с помощью веб-сервиса EMBL-EBI Clustal Omega и программы MEGA7. Биоинформатический анализ подтвердил филогенетическое разделение семейства белков WSCP класса II на два подкласса, ранее установленное на основании различия их физико-химических свойств. Высказано предположения о связи филогении с фотохимической активностью представителей разных подклассов в семействе WSCP.
Литература
2. Hirabayashi H, Amakawa M, Kamimura Y, et al. Analysis of photooxidized pigments in watersoluble chlorophyll protein complex isolated from Chenopodium album. J. Photochem. Photobiol. A.
2006;183(1-2):121-125. https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2006.03.003
3.Satoh H, Uchida A, Nakayama K, et al. Watersoluble chlorophyll protein in Brassicaceae plants is a stress-induced chlorophyll-binding protein. Plant Cell
Physiol. 2001;42(9):906-911. https://doi.org/10.1093/pcp/pce117
4.Takahashi S, Yanai H, Oka‑Takayama Y, et al. Molecular cloning, characterization and analysis of the intracellular localization of a water-soluble chlorophyll-binding protein (WSCP) from Virginia pepperweed (Lepidium virginicum), a unique WSCP that preferentially binds chlorophyll b in vitro. Planta. 2013;238(6):1065-1080. https://doi.org/10.1007/s00425-013-1952-7
5. Rustgi S, Boex-Fontvieille E, Reinbothe C, et al. Serpin1 and WSCP differentially regulate the activity of the cysteine protease RD21 during plant development in Arabidopsis thaliana. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2017;114(9):2212-2217. https://doi.org/10.1073/pnas.1621496114
6.Horigome D, Satoh H, Itoh N, et al. Structural mechanism and photoprotective function of watersoluble chlorophyll-binding protein. J. Biol. Chem.
2007;282(9):6525-6531. https://doi.org/10.1074/jbc.M609458200
7.Bednarczyk D, Dym O, Prabahar V et al. Fine tuning of chlorophyll spectra by protein‐induced ring deformation. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 2016;55(24):6901-6905. https://doi.org/10.1002/anie.201512001
8.Palm D M, Agostini A, Tenzer S, et al. Watersoluble chlorophyll protein (WSCP) stably binds two or four chlorophylls. Biochemistry. 2017;56(12):1726-
1736. https://doi.org/10.1021/acs.biochem.7b00075 9.Takahashi S, Yanai H, Nakamaru Y, et al. Molecular cloning, characterization and analysis of the intracellular localization of a water-soluble Chlbinding protein from Brussels sprouts (Brassica oleracea var. gemmifera). Plant Cell Physiol. 2012;53(5):879-891. https://doi.org/10.1093/pcp/pcs031
10.Schmidt K, Fufezan C, Krieger-Liszkay A, et al. Recombinant water-soluble chlorophyll protein from Brassica oleracea var. Botrys binds various chlorophyll derivatives. Biochemistry. 2003;42(24):7427-7433. https://doi.org/10.1021/bi034207r
11. Charlton A, Zachariou M. Immobilized metal ion affinity chromatography of histidine-tagged fusion proteins. In Affinity Chromatography. Humana Press.
2008;137-150. https://doi.org/10.1007/978-1-59745-582-4_10
12. Bradford M M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal.
Biochem. 1976;72(1-2):248-254. https://doi.org/10.1016/0003-2697(76)90527-3
CC BY-ND
Эта лицензия позволяет свободно распространять произведение, как на коммерческой, так некоммерческой основе, при этом работа должна оставаться неизменной и обязательно должно указываться авторство.
